Desde as primeiras previsões teóricas, há 20 anos atrás, que se esperava que os elementos químicos potássio e sódio fossem detetáveis nas atmosferas de "Júpiteres quentes", planetas gasosos com temperaturas na ordem dos milhares de Kelvin que orbitam perto de estrelas distantes.
© AIP/Kristin Riebe (ilustração de Júpiter quente e sua estrela fria hospedeira)
Enquanto o sódio foi detectado com observações de alta resolução bastante cedo, o potássio não o foi, o que criou um desafio para a química e física atmosféricas.
Os elementos podem ser descobertos analisando o espectro de luz da estrela quando o planeta passa à sua frente, a partir do ponto de vista da Terra. Diferentes elementos provocam sinais de absorção específicos no espectro, linhas escuras que sugerem a composição química da atmosfera. No entanto, a presença de nuvens nas atmosferas dos Júpiteres quentes enfraquece fortemente qualquer característica de absorção espectral e, portanto, dificulta a sua detecção.
Até para HD 189733b, o Júpiter quente mais bem estudado, até agora os cientistas possuíam apenas um conhecimento muito vago e impreciso da absorção do potássio. O exoplaneta, situado a 64 anos-luz de distância e com aproximadamente o tamanho de Júpiter, orbita em 53 horas a sua estrela, uma anã com 0,8 vezes a massa do Sol. O exoplaneta está 30 vezes mais próximo da sua estrela do que a Terra do Sol.
Foi necessária a capacidade de captação de luz do LBT (Large Binocular Telescope) e a alta resolução espectral do PEPSI (Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument) para medir, definitivamente, o potássio pela primeira vez em alta resolução nas camadas atmosféricas acima das nuvens. A técnica aplicada neste estudo com o LBT é denominada espectroscopia de transmissão. Exige que o exoplaneta transite a estrela hospedeira.
Com estas novas medições, os cientistas podem agora comparar os sinais de absorção de potássio e sódio e, assim, aprender mais sobre processos como condensação ou fotoionização nestas atmosferas exoplanetárias.
Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
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