Exoplaneta extremo tem uma atmosfera complexa e exótica – ScienceDaily

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Uma equipe internacional, incluindo pesquisadores da Universidade de Berna e da Universidade de Genebra, bem como do Centro Nacional de Competência em Pesquisa (NCCR) PlanetS, analisou a atmosfera de um dos planetas mais extremos conhecidos em grande detalhe. Os resultados deste planeta quente, semelhante a Júpiter, que foi caracterizado pela primeira vez com a ajuda do telescópio espacial CHEOPS, podem 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 é, portanto, a camada na qual ocorre a maioria dos fenômenos climáticos. A camada acima dela – a estratosfera – é aquela que contém a famosa camada de ozônio que nos protege da radiação ultravioleta nociva do Sol.

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 também pode ter camadas igualmente distintas – embora com características muito diferentes.

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 revelaram, entre outras coisas, que o planeta está 20 vezes mais próximo 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 espectrógrafo HARPS no Observatório de La Silla, no Chile, agora, pela primeira vez, permitiram 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 estelar, 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.

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 forma semelhante à camada de ozônio na Terra”, co-autor do estudo Kevin Heng , professor de astrofísica da Universidade de Berna e membro 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 ligeiramente alteradas em relação à nossa expectativa. Acreditamos que ventos fortes e outros processos possam gerar essas alterações. E porque as impressões digitais de diferentes gases foram alteradas de maneiras diferentes, achamos que isso indica que eles existem em diferentes camadas – da mesma forma que as impressões digitais de vapor d’água e ozônio na Terra apareceriam diferentemente alteradas à distância, porque ocorrem principalmente em diferentes camadas atmosféricas”, explica Prinoth. Esses resultados podem mudar a forma como os astrônomos investigam exoplanetas.

Uma maneira diferente de olhar para os exoplanetas

“No passado, os astrônomos muitas vezes assumiam que as atmosferas dos exoplanetas existem como uma camada uniforme e tentam entendê-la como tal. Mas nossos resultados demonstram que mesmo as atmosferas de planetas gasosos gigantes intensamente irradiados têm estruturas tridimensionais complexas,” estudo co -autor e professor associado sênior da Universidade de Lund Jens Hoeijmakers aponta.

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

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Materiais fornecido por Universidade de Berna. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.



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