Dois artigos científicos recentes relatam as primeiras observações detalhadas do sistema TRAPPIST-1 feitas com o Telescópio Espacial James Webb da NASA. Esses estudos, publicados na Astrophysical Journal Letters, vêm de uma equipe de pesquisa que inclui Sukrit Ranjan do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona. Os autores examinam cuidadosamente os dados coletados até agora e descrevem várias possibilidades plausíveis sobre como pode ser a atmosfera e a superfície de TRAPPIST-1e.

Um terceiro artigo, no entanto, pede cautela. Embora os primeiros resultados sejam encorajadores e representem um grande passo em direção à compreensão de um dos exoplanetas potencialmente similares à Terra mais próximos, Ranjan argumenta que evidências mais robustas são necessárias. Em particular, ele pede estudos mais rigorosos para testar se TRAPPIST-1e realmente possui uma atmosfera e se os indícios provisórios de metano vistos pelo James Webb realmente vêm do planeta, e não de sua estrela hospedeira.

Um Sistema Planetário Compacto Perto de Casa

O sistema TRAPPIST recebe seu nome do projeto de pesquisa que o identificou pela primeira vez — o “Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope project.” Esta família planetária está a cerca de 39 anos-luz da Terra. Pode ser pensada como uma versão reduzida do nosso próprio sistema solar, uma vez que a estrela e os sete planetas caberiam confortavelmente dentro da órbita de Mercúrio. Os anos passam rapidamente lá: cada planeta TRAPPIST completa uma órbita em apenas alguns dias terrestres.

“A tese básica para TRAPPIST-1e é a seguinte: se tiver uma atmosfera, é habitável,” disse Ranjan, que é professor assistente no LPL. “Mas agora, a pergunta inicial deve ser: ‘Uma atmosfera realmente existe?'”

Como o Webb Busca por uma Atmosfera

Para investigar essa questão, a equipe utilizou o poderoso espectógrafo infravermelho próximo (NIRSpec) do Telescópio Espacial James Webb. Eles apontaram o instrumento para o sistema TRAPPIST enquanto TRAPPIST-1e transitava — ou seja, passava na frente — de sua estrela hospedeira. Durante um trânsito, parte da luz estelar passa através de qualquer atmosfera ao redor do planeta e certos comprimentos de onda são absorvidos. Medindo essa luz filtrada, os astrônomos podem inferir quais gases estão presentes. Repetir esse processo em múltiplos trânsitos gradualmente aprimora a imagem da química atmosférica do planeta.

Em quatro desses trânsitos de TRAPPIST-1e, a equipe viu indícios fracos de metano. No entanto, TRAPPIST-1 é uma estrela anã M, cerca de um décimo do tamanho do sol e apenas um pouco maior que Júpiter. Como estrelas desse tipo possuem propriedades físicas diferentes do nosso sol, Ranjan observa que os cientistas devem ser especialmente cautelosos ao interpretar qualquer sinal planetário potencial.

“Enquanto o sol é uma estrela anã amarela brilhante, TRAPPIST-1 é uma anã vermelha ultrafria, o que significa que é significativamente menor, mais fria e mais fraca que o nosso sol,” explicou. “Fria o suficiente, na verdade, para permitir que moléculas gasosas estejam em sua atmosfera. Relatamos indícios de metano, mas a questão é: ‘o metano é atribuível a moléculas na atmosfera do planeta ou na estrela hospedeira?'”

Investigando o Mistério do Metano

Para explorar essa questão, Ranjan e seus colegas modelaram uma variedade de atmosferas possíveis para TRAPPIST-1e, focalizando cenários ricos em metano. Eles então calcularam a probabilidade de cada caso, dada a informação do Webb. Na situação mais plausível testada, TRAPPIST-1e acabou parecendo amplamente semelhante a Titã, a lua rica em metano de Saturno. Mesmo assim, a análise mostrou que esse cenário ainda permanecia muito improvável.

“Com base em nosso trabalho mais recente, sugerimos que a sugestão anterior de uma atmosfera é mais provável de ser ‘ruído’ da estrela hospedeira,” disse Ranjan. “No entanto, isso não significa que TRAPPIST-1e não tenha uma atmosfera — apenas precisamos de mais dados.”

Ranjan também enfatiza que, apesar de suas capacidades notáveis, o Telescópio Espacial James Webb não foi projetado com planetas exoplanetas pequenos, do tamanho da Terra, como seus principais alvos.

“Foi concebido muito antes de sabermos que esses mundos existiam, e temos sorte de poder estudá-los,” disse. “Há apenas um punhado de planetas do tamanho da Terra cuja composição atmosférica pode potencialmente ser medida com qualquer detalhe.”

Novas Missões e Técnicas no Horizonte

Observações futuras podem ajudar a resolver as incertezas. Um esforço promissor é a missão Pandora da NASA, um pequeno satélite que está sendo desenvolvido e programado para ser lançado no início de 2026. Liderada por Daniel Apai, professor de astronomia e ciências planetárias no Observatório Steward da UofA, a Pandora é especificamente destinada a estudar atmosferas de exoplanetas e suas estrelas hospedeiras. A espaçonave rastreará estrelas que hospedam planetas potencialmente habitáveis antes, durante e após trânsitos planetários, melhorando a capacidade dos cientistas de separar os efeitos estelares dos verdadeiros sinais atmosféricos.

Em paralelo, a equipe de pesquisa de TRAPPIST-1e está trabalhando em um programa maior de observações e aplicando novos métodos de análise que podem finalmente esclarecer se o planeta possui uma atmosfera. Uma abordagem chave é conhecida como trânsito duplo. Neste método, os astrônomos observam a estrela em momentos em que tanto TRAPPIST-1e quanto TRAPPIST-1b, o planeta mais interno e sem atmosfera do sistema, cruzam a frente da estrela ao mesmo tempo.

“Essas observações nos permitirão separar o que a estrela está fazendo do que está acontecendo na atmosfera do planeta — caso ela tenha uma,” disse Ranjan.