Um planeta situado a 49 anos-luz pode ter atmosfera: porque é que o LHS 1140 b entusiasma os astrónomos
A LHS 1140 b, uma super-Terra situada na zona habitável, está a perder o seu hélio. Esta descoberta permite estudar melhor a sua atmosfera, mas deixa ainda muitas questões em aberto sobre a sua composição, a presença de água e as condições à sua superfície.
Uma vez descoberto um planeta extrassolar, as investigações concentram-se na caracterização da sua atmosfera, da sua composição química e das suas propriedades físicas, especialmente quando se trata de um planeta rochoso situado na zona habitável.
Foi isso mesmo que se fez com a super-Terra LHS 1140 b, situada na zona habitável. Os investigadores descobriram, com surpresa, que a radiação intensa da sua estrela hospedeira tinha provocado a evaporação das camadas superiores da sua atmosfera, agora desprovidas de hidrogénio e, mais recentemente, também de hélio.
O estudo deste exoplaneta constitui, assim, um caso importante para melhor compreender a evolução das atmosferas dos exoplanetas ao longo do tempo.
Uma super-Terra na zona habitável
A estrela LHS 1140 é classificada como uma anã vermelha, um tipo de estrela mais pequena e mais fria que o Sol.
Esta estrela está localizada a cerca de 49 anos-luz da Terra e possui um sistema planetário composto por dois planetas: LHS 1140 b, o primeiro a ser descoberto, e LHS 1140 c, descoberto posteriormente.
O nome desta estrela é composto pelo prefixo LHS e pelo número 1140. LHS significa "Luyten Half-Second" e refere-se a um catálogo elaborado pelo astrónomo Willem Jacob Luyten, que lista estrelas que apresentam um movimento aparente no céu — em relação às estrelas de fundo — superior a meio segundo de arco por ano. O número 1140 corresponde à posição desta estrela no catálogo.
O planeta LHS 1140 b orbita a sua estrela hospedeira e completa uma volta em 24,7 dias.
Com uma massa estimada em cerca de 5,6 vezes a da Terra e um raio aproximadamente 1,73 vezes maior, este exoplaneta é classificado como uma super-Terra.
Por analogia com a Terra, as super-Terras são planetas rochosos que podem apresentar oceanos de água líquida, bem como uma atmosfera. No entanto, as suas características precisas podem variar consideravelmente de um planeta para outro.
O que torna o LHS 1140 b particularmente interessante é o facto de ser uma super-Terra que orbita na zona habitável da sua estrela, onde as condições poderiam permitir a presença de água líquida à sua superfície.
O LHS 1140 b está a perder a sua atmosfera de hélio
Quando um exoplaneta é descoberto — especialmente se for rochoso e estiver situado na zona habitável —, um dos principais objetivos dos astrónomos é determinar se possui uma atmosfera e, caso a possua, estudar a sua composição química e as suas propriedades físicas.
No caso de LHS 1140 b, os astrónomos tiveram sorte. De facto, este planeta — tal como LHS 1140 c — foi descoberto graças ao método de trânsito. Ao longo da sua órbita, o planeta passa diante do disco da sua estrela, provocando um pequeno eclipse observável que permitiu revelar a sua existência.
O LHS 1140 b foi descoberto graças ao método de trânsito.
Nos últimos anos, os astrónomos desenvolveram uma técnica chamada espectroscopia de transmissão, que permite analisar a composição química da atmosfera de um exoplaneta.
A espectroscopia de transmissão consiste em comparar o espectro eletromagnético da estrela — que transporta a assinatura da composição química da sua superfície — com aquele que se observa no momento em que o planeta começa a transitar diante dela. Neste segundo caso, a luz da estrela atravessa também a atmosfera do planeta e, por isso, transporta tanto a assinatura química da estrela como a da atmosfera planetária.
Graças a esta técnica, os astrónomos detetaram a presença de hélio. Mas não só: descobriram também que o planeta perde hélio a um ritmo estimado entre 200 e 400 toneladas por segundo. Por outro lado, não foi detetado qualquer vestígio de hidrogénio.
Estas observações foram realizadas pela equipa liderada por Collin Cherubim, que estudou o sistema com o WINERED, um espectrógrafo de infravermelho próximo instalado no telescópio Magellan Clay, de 6,5 metros, no Observatório de Las Campanas, no Chile.
Cerca de um ano depois, o mesmo planeta foi novamente observado, mas, desta vez, não foi detetado qualquer vestígio de hélio.
A alta atmosfera de LHS 1140 b está a perder o seu hélio por evaporação, ou pode mesmo já o ter perdido completamente.
Trata-se de um resultado particularmente importante, pois oferece um caso quase único que permite estudar não só a atmosfera de uma super-Terra, mas também a sua evolução ao longo do tempo.
A hipótese levantada pelos astrónomos é a de que a intensa radiação recebida por este planeta a partir da sua estrela hospedeira teria provocado a evaporação completa do hidrogénio, pelo menos nas camadas superiores da sua atmosfera. Sendo o hidrogénio o elemento químico mais leve, é também aquele que consegue escapar mais facilmente à atração gravitacional do planeta.
Posteriormente, o planeta terá também perdido o seu hélio, o segundo elemento mais leve depois do hidrogénio. Ainda presente em 2024, o hélio da alta atmosfera já tinha desaparecido quase por completo por evaporação em 2025.
A ausência de deteção de hélio em 2025, no entanto, não "prova" com certeza que a atmosfera desapareceu, mas torna necessárias novas observações.
O que se pode dizer sobre a água e a habitabilidade?
Este estudo fornece muita informação, mas apenas sobre as camadas superiores da atmosfera de LHS 1140 b. Não descreve diretamente a atmosfera próxima da superfície, onde se poderiam concentrar elementos e moléculas mais pesados, como o oxigénio, o carbono e o azoto. A eventual presença de água poderia manter-se nas camadas inferiores graças à sua condensação em regiões mais frias: trata-se de uma possibilidade física, e não de uma detecção de água.
De acordo com este cenário, o outro planeta, LHS 1140 c — que se encontra mais próximo da sua estrela e recebe uma radiação cerca de dez vezes mais intensa —, não apresenta qualquer vestígio de hélio. Esta ausência pode indicar que a sua atmosfera é agora muito ténue ou, até mesmo, que desapareceu por completo.
Embora o hélio não seja uma bioassinatura, esta descoberta permite estudar a presença e a evolução de gases em torno de um pequeno planeta situado na zona habitável. Para melhor compreender o seu clima, serão necessárias novas medições de forma a melhorar o nosso conhecimento sobre a estrela e obter mais informações relativas à composição das camadas atmosféricas mais profundas.
Referência da notícia
Cherubim and collaborators. (2026). Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone.