Hubble observa a atmosfera de exoplaneta com detalhes inéditos

ESA
09/04/2018

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Uma equipe internacional de cientistas usou o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para estudar a atmosfera do exoplaneta quente WASP-39b. Ao combinar esses novos dados com dados mais antigos, eles criaram o estudo mais completo de uma atmosfera de exoplaneta. A composição atmosférica do WASP-39b sugere que os processos de formação de exoplanetas podem ser muito diferentes daqueles dos nossos gigantes do Sistema Solar.

Investigar atmosferas de exoplanetas pode fornecer uma nova visão sobre como e onde os planetas se formam em torno de uma estrela. “Precisamos olhar para fora para nos ajudar a entender nosso próprio sistema solar”, explica a investigadora principal, Hannah Wakeford, da Universidade de Exeter, no Reino Unido, e do Space Telescope Science Institute, nos EUA.

Portanto, a equipe britânica-americana combinou as capacidades do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA com as de outros telescópios terrestres e espaciais para um estudo detalhado do exoplaneta WASP-39b. Eles produziram o espectro mais completo da atmosfera de um exoplaneta possível com a tecnologia atual [2].

O WASP-39b está orbitando uma estrela parecida com o Sol, a cerca de 700 anos-luz da Terra. O exoplaneta é classificado como um “Saturno Quente”, refletindo tanto a sua massa, semelhante ao planeta Saturno em nosso próprio Sistema Solar, quanto a proximidade de sua estrela mãe. Este estudo descobriu que os dois planetas, apesar de terem uma massa semelhante, são profundamente diferentes em muitos aspectos. Não só o WASP-39b não é conhecido por ter um sistema de anéis, mas também tem uma atmosfera inchada que é livre de nuvens de alta altitude. Essa característica permitiu que o Hubble espiasse profundamente sua atmosfera.

Ao dissecar a luz das estrelas filtrando através da atmosfera do planeta [3], a equipe encontrou evidências claras de vapor de água atmosférico. Na verdade, o WASP-39b tem três vezes mais água do que o Saturno. Embora os pesquisadores previssem que veriam vapor de água, eles ficaram surpresos com a quantidade que encontraram. Essa surpresa permitiu inferir a presença de grande quantidade de elementos mais pesados na atmosfera. Isso, por sua vez, sugere que o planeta foi bombardeado por um monte de material gelado que se acumulou em sua atmosfera. Esse tipo de bombardeio só seria possível se o WASP-39b se formasse muito mais longe de sua estrela hospedeira do que agora.

O WASP-39b mostra que os exoplanetas são cheios de surpresas e podem ter composições muito diferentes daquelas do nosso Sistema Solar”, diz o co-autor David Sing, da Universidade de Exeter, no Reino Unido.

A análise da composição atmosférica e a posição atual do planeta indicam que o WASP-39b provavelmente passou por uma interessante migração interna, fazendo uma jornada épica através de seu sistema planetário. “Os exoplanetas estão nos mostrando que a formação de planeta é mais complicada e mais confusa do que pensávamos. E isso é fantástico!”, Acrescenta Wakeford.

Tendo feito sua incrível jornada interior, o WASP-39b está oito vezes mais próximo de sua estrela-mãe, WASP-39, do que Mercúrio está para o Sol e leva apenas quatro dias para completar uma órbita. O planeta também tem rotação sincronizada, significando que sempre mostra o mesmo lado para sua estrela. Wakeford e sua equipe mediram a temperatura do WASP-39b em 750 graus Celsius. Embora apenas um lado do planeta enfrente sua estrela-mãe, ventos fortes transportam o calor do lado brilhante ao redor do planeta, mantendo o lado escuro quase tão quente.

Espero que esta diversidade que vemos nos exoplanetas nos ajude a descobrir todas as diferentes maneiras que um planeta pode se formar e evoluir”, explica David Sing.

Olhando para o futuro, a equipe quer usar o Telescópio Espacial James Webb NASA/ESA/CSA — programado para ser lançado em 2019 — para capturar um espectro ainda mais completo da atmosfera do WASP-39b. James Webb será capaz de coletar dados sobre o carbono atmosférico do planeta, que absorve luz de comprimentos de onda maiores do que o Hubble pode ver [4]. Wakeford conclui: “Ao calcular a quantidade de carbono e oxigênio na atmosfera, podemos aprender ainda mais sobre onde e como esse planeta se formou.” [5]

[1] Crédito da imagem: NASA, ESA, G. Bacon and A. Feild (STScI), and H. Wakeford (STScI/Univ. of Exeter).

[2] Os dados usados para produzir o espectro total também foram coletados pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA e pelo Very Large Telescope do ESO. Além disso, dados mais antigos do Hubble foram usados.

[3] Quando a luz das estrelas passa pela atmosfera de um exoplaneta, ela interage com os átomos e moléculas nele contidos. Isso deixa uma impressão digital fraca da atmosfera no espectro da estrela. Certos altos e baixos no espectro resultante correspondem a átomos e moléculas específicas, permitindo aos cientistas ver exatamente quais gases formam a atmosfera.

[4] Dada a grande quantidade de elementos pesados na atmosfera do WASP-39b, Wakeford e sua equipe prevêem que o dióxido de carbono será a forma dominante de carbono. Isso pode ser medido em um comprimento de onda de 4,5 micrômetros com o instrumento NIRSpec de James Webb . Tais investigações de acompanhamento permitiriam que restrições adicionais fossem colocadas na proporção de carbono para oxigênio, e na metalicidade da atmosfera do WASP-39b.

[5] Esta notícia científica foi traduzida por Claudio Macedo.

Como citar esta notícia científica: ESA. Hubble observa a atmosfera de exoplaneta com detalhes inéditos. Tradução de Claudio Macedo. Saense. http://www.saense.com.br/2018/04/hubble-observa-a-atmosfera-de-exoplaneta-com-detalhes-ineditos/. Publicado em 09 de abril (2018).

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