Novos dados do telescópio espacial Hubble da NASA forneceram as primeiras pistas da química de dois planetas que podem ter a densidade de algodão doce, localizados no sistema Kepler 51.
Este sistema, que na realidade possui três exoplanetas do gênero em órbita de uma estrela parecida com o Sol, foi descoberto pelo telescópio espacial Kepler da NASA em 2012. No entanto, só em 2014 é que as baixas densidades destes exoplanetas foram determinadas, para surpresa de muitos.
As recentes observações do telescópio espacial Hubble permitiram que uma equipe de astrônomos refinasse as estimativas de massa e tamanho destes mundos, confirmando independentemente a sua natureza "fofa". Com apenas algumas vezes a massa da Terra, as suas atmosferas de hidrogênio e hélio são tão inchadas que são quase do tamanho de Júpiter. Estes planetas podem parecer tão grandes e volumosos quanto Júpiter, mas são aproximadamente cem vezes mais leves em termos de massa.
O como e o porquê das suas atmosferas serem tão inchadas ainda estão por descobrir, mas esta característica torna os planetas de "algodão doce" alvos ideais para a análise atmosférica. Usando o telescópio espacial Hubble, a equipe procurou evidências de componentes, principalmente água, nas atmosferas dos planetas chamados Kepler-51 b e 51 d. O telescópio espacial Hubble observou os planetas quando passaram à frente da sua estrela, com o objetivo de observar a cor infravermelha do seu pôr-do-Sol. Os astrônomos deduziram a quantidade de luz absorvida pela atmosfera no infravermelho. Este tipo de observação permite que os cientistas procurem os sinais reveladores dos constituintes químicos dos planetas, como a água.
Para surpresa da equipe, descobriram que os espectros dos dois planetas não tinham assinaturas químicas reveladoras. Eles atribuem este resultado a nuvens de partículas altas nas suas atmosferas. No entanto, ao contrário das nuvens de água da Terra, as nuvens nestes planetas podem ser compostas por cristais de sal ou neblinas fotoquímicas, como aquelas encontradas na maior lua de Saturno, Titã.
Estas nuvens fornecem informações sobre como Kepler-51 b e 51 d se comparam com outros planetas de baixa massa e ricos em gás localizados além do nosso Sistema Solar. Ao comparar os espectros dos planetas inchados com os de outros planetas, a equipe foi capaz de apoiar a hipótese de que a formação de nuvens/neblinas está ligada à temperatura de um planeta, quanto mais frio é um planeta, mais nublado se torna.
A equipe também explorou a possibilidade destes planetas não serem completamente inchados. A atração gravitacional entre os planetas cria pequenas mudanças nos seus períodos orbitais e, a partir destes efeitos cronológicos, podemos derivar as suas massas planetárias. Ao combinar as variações de tempo em que um planeta passa em frente da sua estrela (um evento chamado trânsito) com os trânsitos observados pelo telescópio espacial Kepler, a equipe restringiu mais eficazmente as massas planetárias e as dinâmicas do sistema. Os seus resultados concordam com as medições anteriores para Kepler-51 b. No entanto, descobriram que Kepler-51 d era um pouco menos massivo (ou o planeta era ainda mais inchado) do que se pensava anteriormente.
Por fim, a equipe concluiu que as baixas densidades destes planetas são em parte uma consequência da tenra idade do sistema, com apenas 500 milhões de anos, em comparação com os 4,6 bilhões de anos do Sol. Os modelos sugerem que estes planetas se formaram fora da "linha de neve" da estrela, a região de possíveis órbitas onde os materiais gelados podem sobreviver. Os planetas migraram então para dentro, como uma fila de vagões.
Agora, com os planetas muito mais perto da estrela, as suas atmosferas de baixa densidade deverão evaporar-se para o espaço ao longo dos próximos bilhões de anos. Usando modelos de evolução planetária, a equipe conseguiu mostrar que Kepler-51 b, o planeta mais próximo da estrela, daqui a um bilhão de anos irá parecer-se com uma versão menor e mais quente de Netuno, um tipo de planeta razoavelmente comum em toda a Via Láctea. No entanto, parece que Kepler-51 d, que está mais distante da estrela, continuará sendo um planeta estranho de baixa densidade, embora vá encolher e perder uma pequena parte da sua atmosfera.
A boa notícia é que nem tudo está perdido para a determinação da composição atmosférica destes dois planetas. O telescópio espacial James Webb da NASA, com a sua sensibilidade a comprimentos de onda infravermelhos mais longos, pode ser capaz de espiar através das camadas de nuvens. Observações futuras com este telescópio podem fornecer informações sobre a composição destes planetas. Até lá, estes planetas permanecem um "mistério doce".
Fonte: Space Telescope Science Institute
Fonte: Space Telescope Science Institute
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