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Domingo, Julho 3, 2022

A atmosfera deste exoplaneta extremo tem uma semelhança intrigante com a Terra

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Os astrônomos acabaram de espiar a atmosfera de um dos exoplanetas mais extremos já descobertos.

Embora não seja absolutamente habitável (pelo menos como o entendemos), o exoplaneta WASP-189b é o primeiro em que os cientistas conseguiram sondar camadas atmosféricas distintas, cada uma com suas próprias composições e características químicas.

“No passado, os astrônomos frequentemente assumiam que as atmosferas dos exoplanetas existiam como uma camada uniforme e tentavam entendê-la como tal,” diz o astrônomo Jens Hoeijmakers da Universidade de Lund, na Suécia.

“Mas nossos resultados demonstram que mesmo as atmosferas de planetas gasosos gigantes intensamente irradiados têm estruturas tridimensionais complexas.”

O WASP-189b é membro de um dos subconjuntos de exoplanetas mais intrigantes: os Júpiteres quentes. Esses mundos extremos são gigantes gasosos – como Júpiter – mas em órbitas insanamente próximas com suas estrelas hospedeiras, girando em menos de 10 dias. Naturalmente, suas temperaturas são, portanto, escaldantes.

Além disso, não sabemos por que eles são assim. De acordo com nossos modelos atuais de formação planetária, um gigante gasoso não pode formar tão perto de sua estrela, porque a gravidade, a radiação e os ventos estelares intensos deveriam impedir que o gás se aglomerasse; no entanto, dos cerca de 5.000 exoplanetas confirmados até à data, mais de 300 podem ser Júpiteres quentes. Aprender mais sobre esses mundos infernais deve, portanto, revelar mais sobre a dinâmica dos sistemas planetários.

WASP-189b, a cerca de 322 anos-luz de distância, está entre os mais extremos (embora seja não é o mais). É cerca de 1,6 vezes o tamanho de Júpiter e orbita sua estrela em um período vertiginoso de 2,7 dias. Essa estrela é jovem e quenteo que significa que as temperaturas da superfície do WASP-189b atingem até 3.200 graus Celsius (5.792 graus Fahrenheit) em seu lado diurno, tornando o planeta mais quente que algumas estrelas.

É também um dos exoplanetas em trânsito mais brilhantes conhecidos; isto é, passa entre nós e sua estrela. Por sua vez, isso o torna muito atraente para estudos atmosféricos.

“Medimos a luz vinda da estrela hospedeira do planeta e passando pela atmosfera do planeta,” explica a astrônoma Bibiana Prinoth da Universidade de Lund, que liderou a pesquisa.

“Os gases em sua atmosfera absorvem parte da luz das estrelas, semelhante a ozônio absorvendo parte da luz solar na atmosfera da Terra e, assim, deixando sua característica ‘impressão digital’. Com a ajuda do HARPS [High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher aboard ESO’s La Silla Observatory] fomos capazes de identificar as substâncias correspondentes.”

Como é muitas vezes visto dentro Júpiteres quentesesses gases incluídos vapores de metais pesados. A atmosfera do WASP-189b está flutuando com nuvens de ferro gasoso, titânio, cromo, magnésio, vanádio e manganês.

Curiosamente, os pesquisadores também encontraram vestígios de óxido de titânio, que nunca foi detectado de forma conclusiva em uma atmosfera exoplanetária antes, disseram os pesquisadores. O óxido de titânio raramente é encontrado na natureza na Terra, mas no WASP-189b, sua presença pode estar ajudando a moldar a atmosfera.

“O óxido de titânio absorve a radiação de ondas curtas, como a radiação ultravioleta”, diz o astrofísico Kevin Heng da Universidade de Berna.

“Sua detecção poderia, portanto, indicar uma camada na atmosfera de WASP-189b que interage com a irradiação estelar de maneira semelhante à camada de ozônio na Terra”.

Havia outra grande pista de que a equipe também estava observando camadas na atmosfera do exoplaneta. Elementos no espaço são detectados espectralmente; ou seja, dividimos a luz detectada por nossos instrumentos em todo o espectro e procuramos por linhas mais claras ou mais escuras. Isso indica que algo está amplificando ou absorvendo esses comprimentos de onda, o que chamamos de linhas de emissão ou absorção.

As linhas de absorção podem então ser rastreadas para elementos específicos que sabemos que absorvem esses comprimentos de onda. Mas as linhas de absorção do WASP-189b não estavam exatamente onde os pesquisadores esperavam que estivessem.

“Acreditamos que ventos fortes e outros processos podem gerar essas alterações”, Prinoth disse.

“E como as impressões digitais de diferentes gases foram alteradas de maneiras diferentes, achamos que isso indica que elas existem em diferentes camadas – da mesma forma que as impressões digitais de vapor de água e ozônio na Terra parecem alteradas de maneira diferente à distância, porque ocorrem principalmente em diferentes camadas atmosféricas.”

Obviamente não viajaremos para WASP-189b tão cedo. Mesmo se fôssemos, a vida como a conhecemos seria mega-kaput antes mesmo de pousarmos; no entanto, a pesquisa ainda tem relevância para a busca pela vida. Ele representa um novo marco na sondagem de atmosferas exoplanetárias, onde é mais provável que detectemos os sinais de vida alienígena.

“Muitas vezes me perguntam se acho que minha pesquisa é relevante para a busca de vida em outras partes do Universo. Minha resposta é sempre sim. Esse tipo de estudo é um primeiro passo nessa busca”, disse. Prinoth disse.

A pesquisa foi publicada em Astronomia da Natureza.



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