Pela primeira vez, cientistas usando o telescópio espacial Hubble encontraram evidências de atividade vulcânica reformando a atmosfera em um exoplaneta rochoso ao redor de uma estrela distante.
© Caltech/R. Hurt (ilustração do exoplaneta GJ 1132 b)
O planeta, GJ 1132 b, tem densidade, tamanho e idade semelhantes aos da Terra. O planeta GJ 1132 b parece ter começado a vida como um mundo gasoso com uma espessa manta de atmosfera. Este Sub-Netuno, com várias vezes o raio da Terra, rapidamente perdeu sua atmosfera primordial de hidrogênio e hélio, que foi arrancada pela intensa radiação de sua jovem estrela quente.
Em um curto período de tempo, foi reduzido a um núcleo vazio do tamanho da Terra. Para a surpresa dos astrônomos, novas observações do Hubble descobriram uma atmosfera secundária que substituiu a primeira atmosfera do planeta. É rico em hidrogênio, cianeto de hidrogênio, metano e amônia, e também possui uma névoa de hidrocarbonetos.
Os astrônomos teorizam que o hidrogênio da atmosfera original foi absorvido pelo manto de magma derretido do planeta e agora está sendo lentamente liberado pelo vulcanismo para formar uma nova atmosfera. Esta segunda atmosfera, que continua vazando para o espaço, está continuamente sendo reabastecida do reservatório de hidrogênio no magma do manto.
Em alguns aspectos, GJ 1132 b tem vários paralelos com a Terra, mas em outros também é muito diferente. Ambos têm densidades semelhantes, tamanhos e idades semelhantes, com cerca de 4,5 bilhões de anos. Ambos começaram com uma atmosfera dominada por hidrogênio e ambos estavam quentes antes de esfriarem.
O trabalho da equipe até sugere que GJ 1132 b e a Terra têm pressão atmosférica semelhante na superfície. No entanto, as histórias de formação dos planetas são profundamente diferentes. Não se acredita que a Terra seja o núcleo sobrevivente de um sub-Netuno. E a Terra orbita a uma distância confortável de nosso Sol.
O GJ 1132 b está tão perto de sua estrela anã vermelha hospedeira que completa uma órbita em torno da estrela uma vez a cada dia e meio. Esta proximidade extremamente estreita mantém o GJ 1132 b travado por força de maré, mostrando a mesma face para sua estrela o tempo todo, assim como nossa Lua mantém um hemisfério permanentemente voltado para a Terra.
A questão é: o que mantém o manto quente o suficiente para permanecer líquido e alimentar o vulcanismo? O fenômeno do aquecimento das marés ocorre através do atrito, quando a energia da órbita e rotação de um planeta é dispersa como calor dentro do planeta. O GJ 1132 b está em uma órbita elíptica, e as forças de maré agindo sobre ele são mais fortes quando está mais próximo ou mais distante de sua estrela hospedeira.
Pelo menos um outro planeta no sistema da estrela hospedeira também exerce uma atração gravitacional no planeta. As consequências são que o planeta é comprimido ou esticado por esta atração gravitacional.
Este aquecimento das marés mantém o manto líquido por muito tempo. Um exemplo próximo em nosso próprio Sistema Solar é a lua de Júpiter, Io, que tem vulcanismo contínuo como resultado de um cabo de guerra entre Júpiter e as luas de Júpiter vizinhas.
A equipe acredita que a crosta do GJ 1132 b é extremamente fina, talvez com apenas centenas de metros de espessura. Isso é muito fraco para suportar qualquer coisa que se pareça com montanhas vulcânicas. Seu terreno plano também pode ser rachado como uma casca de ovo pela flexão da maré.
O hidrogênio e outros gases podem ser liberados por meio destas rachaduras. Se esta atmosfera tiver uma pressão superficial semelhante à da Terra, provavelmente significa que poderá ser vistor até o solo em comprimentos de onda infravermelhos. Isto significa que se os astrônomos usarem o telescópio espacial James Webb para observar este planeta, existe a possibilidade de que eles vejam não o espectro da atmosfera, mas sim o espectro da superfície.
E se houver poças de magma ou vulcanismo acontecendo, estas áreas serão mais quentes, gerando mais emissão. Este resultado é significativo porque fornece uma maneira de descobrir algo sobre a geologia de um planeta a partir de sua atmosfera. E também é importante para entender onde os planetas rochosos no Sistema Solar (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) se encaixam no quadro mais amplo da planetologia comparativa, em termos da disponibilidade de hidrogênio versus oxigênio na atmosfera.
Fonte: ESA
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