Resolvido o mistério da água faltante em exoplanetas

Um estudo de 10 "Júpiteres quentes", feito com o Hubble e o Spitzer, conduziu à resolução de um mistério de longa data, a razão porque alguns destes mundos parecem ter menos água do que o esperado.

© NASA/ESA/D. Sing (ilustração de dez Júpiteres quentes)

Os resultados fornecem novos dados sobre a ampla gama de atmosferas planetárias na nossa Galáxia e sobre a formação de planetas.

Dos quase 2.000 planetas confirmados em órbita de outras estrelas, um subconjunto são planetas gasosos com características semelhantes às de Júpiter, mas que orbitam muito perto das suas estrelas, tornando-os muito quentes.

A sua proximidade à estrela torna difícil a observação devido ao brilho estelar. Por causa deste obstáculo, o Hubble só explorou apenas uma dezena de Júpiteres quentes no passado. Estes estudos iniciais descobriram vários planetas com menos água do que o previsto pelos modelos atmosféricos.

Uma equipe internacional de astrônomos enfrentou o problema fazendo o maior catálogo espectroscópico de atmosferas exoplanetárias. Todos os planetas no catálogo seguem órbitas orientadas de modo a que o planeta passa em frente da sua estrela progenitora, a partir da perspetiva da Terra. Durante este evento a que chamamos trânsito, alguma da luz estelar viaja através da atmosfera exterior do planeta. "A atmosfera deixa a sua impressão digital única na luz estelar, que podemos estudar quando chega até nós," explica Hannah Wakeford, do Goddard Space Flight Center da NASA.

Ao combinar dados dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA, a equipe foi capaz de obter um espectro amplo que cobre comprimentos de onda desde o óptico até ao infravermelho. A diferença no raio planetário, conforme medido entre os comprimentos de onda visíveis e infravermelhos, foi usada para indicar o tipo de atmosfera planetária observada para cada planeta na amostra, se era muito nublado ou limpo. Um planeta nublado aparece maior no visível do que no infravermelho, que pode penetrar mais profundamente na atmosfera. Foi esta comparação que permitiu com que a equipe encontrasse uma correlação entre as atmosferas nubladas e a tênue detecção de água.

"Estou muito animado por finalmente ver os dados deste vasto grupo de planetas, pois é a primeira vez que temos cobertura suficiente para comparar várias características entre um planeta e outro," afirma David Sing da Universidade de Exeter, no Reino Unido. "Descobrimos que as atmosferas planetárias são muito mais diversificadas do que esperávamos."

"Os nossos resultados sugerem que são simplesmente as nuvens que escondem a água e, portanto, excluem a hipótese de Júpiteres quentes e secos," explica Jonathan Fortney da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. "A teoria alternativa é que os planetas se formam num ambiente privado de água, mas isto exigiria repensar completamente as nossas teorias atuais sobre a formação de planetas."

O estudo das atmosferas exoplanetárias está atualmente na sua infância. O sucessor do Hubble, o James Webb Space Telescope (JWST), abrirá uma nova janela infravermelha no estudo dos exoplanetas e suas atmosferas.

Os resultados foram publicados na revista Nature.

Fonte: ESA & NASA