A possibilidade de um planeta flutuante, sem orbitar uma estrela, manter água líquida por mais de 4 bilhões de anos

Uma nova pesquisa publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society revelou que luas orbitando planetas errantes, aqueles que vagam pelo espaço interestelar sem orbitar nenhuma estrela, podem manter oceanos de água líquida em suas superfícies por até 4,3 bilhões de anos. O estudo, liderado por David Dahlbüdding, da Universidade Ludwig Maximilian de Munique e do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, demonstra que a combinação de aquecimento por maré e uma atmosfera densa de hidrogênio é suficiente para criar condições habitáveis durante tempo suficiente para o surgimento de vida complexa.

O que são planetas errantes e por que suas luas importam para a ciência?

Planetas errantes, também chamados de planetas flutuantes livres, são mundos que foram ejetados de seus sistemas estelares originais por interações gravitacionais com outros planetas ou passagens estelares próximas. Estimativas recentes sugerem que a Via Láctea pode abrigar bilhões desses mundos solitários vagando pela escuridão do espaço interestelar, e é razoável supor que muitos deles conservaram suas luas após a ejeção.

Embora a ideia de vida surgindo em um ambiente sem luz estelar pareça contraditória, o estudo demonstra que a energia necessária para manter água líquida não precisa vir de uma estrela. Assim como Europa, lua de Júpiter, mantém um oceano sob sua crosta de gelo graças ao aquecimento gerado pelas forças de maré, luas de planetas errantes podem produzir calor interno suficiente para sustentar condições habitáveis por bilhões de anos.

Confira o vídeo do canal Estrela Brasil explicando o que são planetas sem estrelas:

Como funciona o aquecimento por maré nessas luas distantes?

Quando um planeta é ejetado de seu sistema, as órbitas de suas luas tornam-se altamente elípticas. Isso significa que a distância entre a lua e o planeta muda constantemente ao longo de cada órbita. Essa variação gera forças de maré que deformam ritmicamente o interior da lua, comprimindo e relaxando suas camadas internas repetidamente.

A fricção resultante dessa deformação contínua produz calor, um processo chamado aquecimento por maré. Esse mecanismo pode gerar energia suficiente para manter oceanos de água líquida na superfície, mesmo no frio extremo do espaço interestelar, onde a temperatura ambiente se aproxima do zero absoluto. A questão central que o estudo resolveu foi identificar como esse calor interno poderia ser retido em vez de se dissipar rapidamente no vácuo espacial.

Por que o hidrogênio é a chave para manter essas luas habitáveis?

Estudos anteriores já haviam demonstrado que atmosferas ricas em dióxido de carbono poderiam manter condições habitáveis em exoluas por até 1,6 bilhão de anos. Porém, nas temperaturas extremamente baixas do espaço interestelar, o CO2 condensa e precipita na superfície, causando o colapso atmosférico e a perda rápida de calor. Esse período seria insuficiente para o desenvolvimento de vida complexa.

O hidrogênio resolve esse problema de forma elegante. Diferente do dióxido de carbono, ele permanece gasoso mesmo em temperaturas extremamente baixas e não colapsa. Sob alta pressão, quando moléculas de hidrogênio colidem entre si, elas absorvem brevemente a radiação infravermelha que normalmente escaparia para o espaço, funcionando como um cobertor isolante que retém o calor na superfície. Os resultados do estudo mostram que:

• Com pressão atmosférica semelhante à da Terra (1 bar), a água líquida poderia existir na superfície dessas luas por até 95 milhões de anos.
• Com atmosferas 100 vezes mais densas que a terrestre, o período de habitabilidade se estende para 4,3 bilhões de anos, prazo comparável à idade atual da Terra.
• Gases adicionais como metano, amônia e vapor de água podem estabilizar ainda mais o ambiente, ampliando a janela de habitabilidade.
• As marés intensas geradas pela órbita elíptica criariam ciclos de molhamento e secagem que poderiam favorecer a polimerização de RNA, um passo fundamental para o surgimento da vida.

Essas luas poderiam realmente abrigar vida?

O estudo encontrou uma conexão surpreendente entre essas luas distantes e a Terra primitiva. Na história inicial do nosso planeta, impactos de asteroides teriam gerado altas concentrações de hidrogênio na atmosfera, criando condições que podem ter sido fundamentais para o surgimento da vida. As exoluas de planetas errantes com atmosferas dominadas por hidrogênio reproduziriam essas mesmas condições, potencialmente por bilhões de anos.

Além do calor e da água líquida, a amônia dissolvida nos oceanos dessas luas criaria um ambiente alcalino favorável a reações químicas prebióticas. Combinadas com os ciclos de maré que alternadamente inundam e expõem a superfície, essas condições oferecem um cenário teórico plausível para a origem e evolução de vida, desde formas simples até organismos complexos.

Quando será possível detectar essas luas habitáveis?

Atualmente, nenhum instrumento científico é capaz de detectar diretamente exoluas orbitando planetas errantes, e a humanidade ainda não confirmou a existência de nenhuma exolua de forma definitiva. No entanto, telescópios de próxima geração, como o Nancy Grace Roman e o Observatório Vera Rubin, poderão identificar planetas flutuantes por microlente gravitacional e, em alguns casos, detectar trânsitos de suas luas.

O que este estudo muda fundamentalmente é a compreensão sobre onde a vida pode existir no universo. A frase que resume a descoberta pertence ao próprio autor principal: “O berço da vida não precisa necessariamente de um sol”. Se a Via Láctea abriga bilhões de planetas errantes e uma fração deles possui luas com atmosferas densas de hidrogênio, o número de mundos potencialmente habitáveis na galáxia pode ser imensamente maior do que qualquer estimativa anterior considerava.