sábado, 15 de dezembro de 2018

Hubble encontra exoplaneta distante evaporando rapidamente

A velocidade e a distância a que os planetas orbitam as suas respetivas estrelas pode determinar o destino de cada um, se permanece uma parte integrante do seu sistema solar ou se evapora mais rapidamente para o cemitério escuro do Universo.

ilustração de uma nuvem gigante de hidrogênio oriunda de um planeta quente

© STScI/D. Player (ilustração de uma nuvem gigante de hidrogênio oriunda de um planeta quente)

Na sua busca por aprender mais sobre planetas distantes para lá do nosso próprio Sistema Solar, os astrônomos descobriram que um planeta de tamanho médio, com aproximadamente o tamanho de Netuno, de nome GJ 3470b, está evaporando 100 vezes mais depressa do que um planeta previamente descoberto de tamanho similar, chamado GJ 436b.

"Esta é a prova de que os planetas podem perder uma parte significativa de toda a sua massa," comenta David Sing, professor emérito da Universidade Johns Hopkins e autor do estudo. "GJ 3470b está perdendo mais massa do que qualquer outro planeta que vimos até agora; daqui a alguns bilhões de anos, pode ter desaparecido metade do planeta."

O estudo faz parte do programa PanCET (Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury), liderado por Sing, que visa medir as atmosferas de 20 exoplanetas no ultravioleta, no visível e no infravermelho enquanto orbitam as suas estrelas. O PanCET é o maior programa de observação exoplanetária a ser executado com o telescópio espacial Hubble.

Uma questão de particular interesse para os astrônomos é como os planetas perdem a sua massa através da evaporação. Planetas como as "super" Terras e os Júpiteres "quentes" orbitam muito mais perto das suas estrelas e são, portanto, mais quentes, fazendo com que a camada mais externa das suas atmosferas seja "soprada" através de evaporação.

Embora estes exoplanetas maiores, do tamanho de Júpiter, e menores, do tamanho da Terra, sejam abundantes, os exoplanetas de tamanho médio, como Netuno - cerca de quatro vezes o tamanho da Terra - são raros. Os pesquisadores levantam a hipótese de que estes Netunos são despojados das suas atmosferas e, finalmente, tornam-se planetas menores. No entanto, é difícil testemunhar ativamente estas etapas porque só podem ser estudados no ultravioleta, o que limita os cientistas a estudar estrelas próximas a não mais do que 150 anos-luz da Terra e não obscurecidas por material interestelar. O GJ 3470b está a 96 anos-luz de distância e orbita uma estrela anã vermelha na direção da constelação de Caranguejo.

Neste estudo, o Hubble descobriu que o exoplaneta GJ 3470b perdeu significativamente mais massa e tinha uma exosfera visivelmente menor do que o primeiro exoplaneta do tamanho de Netuno estudado, GJ 436b, devido à sua menor densidade e ao recebimento de uma forte explosão de radiação da sua estrela hospedeira.

A densidade mais baixa de GJ 3470b faz com que seja incapaz de se agarrar gravitacionalmente à atmosfera aquecida e, enquanto a estrela que hospeda GJ 436b tem entre 4 e 8 bilhões de anos, a estrela progenitora de GJ 3470b tem apenas 2 bilhões de anos. Uma estrela mais jovem é mais ativa e poderosa e, portanto, tem mais radiação para aquecer a atmosfera do planeta.

A equipe de Sing estima que GJ 3470b possa já ter perdido até 35% da sua massa total e, daqui a alguns bilhões de anos, todo o seu gás pode ser retirado, deixando para trás apenas um núcleo rochoso.

Olhando para o futuro, Sing e a sua equipe esperam estudar mais exoplanetas procurando hélio no infravermelho, o que permitirá um maior alcance de investigação do que a busca por hidrogênio na luz ultravioleta.

Atualmente, os planetas que são compostos na sua maioria por hidrogênio e hélio, só podem ser estudados através do rastreamento do hidrogênio no ultravioleta. Usando o Hubble, o telescópio espacial James Webb da NASA (que terá uma maior sensibilidade ao hélio), e um novo instrumento chamado Carmenes que Sing descobriu recentemente poder rastrear com precisão a trajetória dos átomos de hélio, os astrônomos serão capazes de ampliar a sua busca por planetas distantes.

As descobertas foram publicadas na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Johns Hopkins University

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