Exoplaneta estranho tem uma atmosfera complexa e exótica

0
252


Exoplaneta WASP-189b

Impressão artística de WASP-189b, um exoplaneta que orbita a estrela HD 133112, que é uma das estrelas mais quentes conhecidas por ter um sistema planetário. Crédito: Bibiana Prinoth

Uma equipe internacional composta por pesquisadores da Universidade de Berna e a Universidade de Genebra, bem como o Centro Nacional de Competência em Pesquisa (NCCR) PlanetS analisaram a atmosfera de um dos planetas mais extremos conhecidos em grande detalhe. Os resultados desta quente, Júpitersemelhante ao planeta que foi caracterizado pela primeira vez com a ajuda do telescópio espacial CHEOPS, pode ajudar os astrônomos a entender as complexidades de muitos outros exoplanetas – incluindo planetas semelhantes à Terra.

A atmosfera da Terra não é um envelope uniforme, mas consiste em camadas distintas, cada uma com propriedades características. A camada mais baixa que se estende desde o nível do mar além dos picos mais altos das montanhas, por exemplo – a troposfera – contém a maior parte do vapor de água e, portanto, é a camada na qual ocorre a maioria dos fenômenos climáticos. A camada acima dela – a estratosfera – é a que contém a famosa camada de ozônio que nos protege da nociva radiação ultravioleta do Sol.

CHEOPS

Impressão artística do CHEOPS. Crédito: © ESA / ATG medialab

Em um novo estudo publicado na revista Natureza Astronomia, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Universidade de Lund mostra pela primeira vez que a atmosfera de um dos planetas mais extremos conhecidos pode ter camadas igualmente distintas – embora com características muito diferentes.

Bibiana Prinoth

Bibiana Prinoth, Observatório de Lund, Departamento de Astronomia e Física Teórica, Universidade de Lund. Crédito: Florent Renaud

Um coquetel exótico para uma atmosfera

WASP-189b é um planeta fora do nosso próprio sistema solar, localizado a 322 anos-luz da Terra. Extensas observações com o telescópio espacial CHEOPS em 2020 revelou, entre outras coisas, que o planeta está 20 vezes mais perto de sua estrela hospedeira do que a Terra está do Sol e tem uma temperatura diurna de 3200 graus Celsius. Investigações mais recentes com o HARPAS O espectrógrafo no Observatório de La Silla, no Chile, permitiu agora pela primeira vez que os pesquisadores observassem mais de perto a atmosfera deste planeta semelhante a Júpiter.

“Medimos a luz vinda da estrela hospedeira do planeta e passando pela atmosfera do planeta. Os gases em sua atmosfera absorvem parte da luz das estrelas, semelhante ao ozônio absorvendo parte da luz solar na atmosfera da Terra e, assim, deixam sua característica ‘impressão digital’. Com a ajuda do HARPS, conseguimos identificar as substâncias correspondentes”, explica a principal autora do estudo e doutoranda na Universidade de Lund, Bibiana Prinoth. Segundo os pesquisadores, os gases que deixaram suas impressões digitais na atmosfera do WASP-189b incluíam ferro, cromo, vanádio, magnésio e manganês.

Jens Hoeijmakers

Dr. Jens Hoeijmakers, Observatório de Lund, Departamento de Astronomia e Física Teórica, Universidade de Lund. Crédito: NCCR PlanetS

Uma “camada de ozônio” em um planeta extremamente quente?

Uma substância particularmente interessante que a equipe encontrou é um gás contendo titânio: óxido de titânio. Embora o óxido de titânio seja muito escasso na Terra, ele pode desempenhar um papel importante na atmosfera do WASP-189b – semelhante ao do ozônio na atmosfera da Terra. “O óxido de titânio absorve radiação de ondas curtas, como a radiação ultravioleta. Sua detecção pode, portanto, indicar uma camada na atmosfera de WASP-189b que interage com a irradiação estelar de maneira semelhante à camada de ozônio na Terra”, coautor do estudo Kevin Heng, professor de astrofísica da Universidade de Berna e membro do grupo. do NCCR PlanetS, explica.

De fato, os pesquisadores encontraram indícios de tal camada e outras camadas no planeta ultra-quente semelhante a Júpiter. “Em nossa análise, vimos que as ‘impressões digitais’ dos diferentes gases foram levemente alteradas em relação à nossa expectativa. Acreditamos que ventos fortes e outros processos possam gerar essas alterações. E como as impressões digitais de diferentes gases foram alteradas de maneiras diferentes, achamos que isso indica que elas existem em diferentes camadas – semelhante a como as impressões digitais de vapor d’água e ozônio na Terra pareceriam alteradas de maneira diferente à distância, porque ocorrem principalmente em diferentes camadas atmosféricas”, explica Prinoth. Esses resultados podem mudar a forma como os astrônomos investigam exoplanetas.

Kevin Heng

Prof. Dr. Kevin Heng, Centro de Espaço e Habitabilidade (CSH), Universidade de Berna. Crédito: Alessandro Della Bella

Uma maneira diferente de olhar para os exoplanetas

“No passado, os astrônomos frequentemente assumiam que as atmosferas dos exoplanetas existiam como uma camada uniforme e tentavam entendê-la como tal. Mas nossos resultados demonstram que mesmo as atmosferas de planetas gasosos gigantes intensamente irradiados têm estruturas tridimensionais complexas”, aponta o coautor do estudo e professor associado da Universidade de Lund, Jens Hoeijmakers.

“Estamos convencidos de que, para poder entender completamente esses e outros tipos de planetas – incluindo os mais parecidos com a Terra, precisamos apreciar a natureza tridimensional de suas atmosferas. Isso requer inovações em técnicas de análise de dados, modelagem computacional e teoria atmosférica fundamental”, conclui Kevin Heng.

Referência: “Óxido de titânio e heterogeneidade química na atmosfera do exoplaneta WASP-189 b” por Bibiana Prinoth, H. Jens Hoeijmakers, Daniel Kitzmann, Elin Sandvik, Julia V. Seidel, Monika Lendl, Nicholas W. Borsato, Brian Thorsbro, David R. Anderson, David Barrado, Kateryna Kravchenko, Romain Allart, Vincent Bourrier, Heather M. Cegla, David Ehrenreich, Chloe Fisher, Christophe Lovis, Andrea Guzmán-Mesa, Simon Grimm, Matthew Hooton, Brett M. Morris, Maria Oreshenko, Lorenzo Pino e Kevin Heng, 27 de janeiro de 2022, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-021-01581-z





Fonte original deste artigo

DEIXE UMA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here