Os astrônomos encontraram evidências de que o primeiro exoplaneta identificado através do método de trânsito pode ter migrado para uma órbita próxima da sua estrela a partir do seu local de nascimento, mais distante.
© U. Warwick/M. Garlick (ilustração de exoplaneta transitando sua estrela)
A análise da atmosfera do planeta por uma equipe que inclui cientistas da Universidade de Warwick identificou a impressão digital química de um planeta que se formou muito mais longe de sua estrela do que onde atualmente reside.
Isto confirma o pensamento anterior de que o planeta se mudou para a sua posição atual após a formação, a uns meros 7 milhões de quilômetros da sua estrela ou o equivalente a 1/20 da distância Terra-Sol.
A Universidade de Warwick liderou a modelagem e interpretação dos resultados que marcam a primeira vez que até seis moléculas na atmosfera de um exoplaneta foram medidas para determinar a sua composição. É também a primeira vez que os astrônomos usam estas seis moléculas para determinar definitivamente o local onde estes planetas gigantes e quentes se formam graças à composição das suas atmosferas.
Com telescópios novos e mais poderosos entrando em breve em operação, a sua técnica também poderá ser usada para estudar a química de exoplanetas que podem potencialmente hospedar vida. Esta última pesquisa usou o Telescópio Nacional Galileu em La Palma, Espanha, para obter espectros de alta resolução da atmosfera do exoplaneta HD 209458b enquanto passava em frente da sua estrela hospedeira em quatro ocasiões distantes.
A luz estelar é alterada à medida que passa pela atmosfera do planeta e, ao analisar as diferenças no espectro resultante, é possível determinar quais os elementos químicos presentes e as suas abundâncias. Pela primeira vez, foi detectado cianeto de hidrogênio, metano, amônia, acetileno, monóxido de carbono e quantidades baixas de vapor de água na atmosfera de HD 209458b.
A abundância inesperada de moléculas baseadas em carbono (cianeto de hidrogênio, metano, acetileno e monóxido de carbono) sugere que existem aproximadamente tantos átomos de carbono quanto átomos de oxigênio na atmosfera, o dobro do carbono esperado.
Isto sugere que o planeta preferencialmente acretou gás rico em carbono durante a formação, o que só é possível se orbitasse muito mais longe da sua estrela quando se formou originalmente, provavelmente a uma distância semelhante à de Júpiter ou Saturno no nosso próprio Sistema Solar.
Foi usado estes seis elementos químicos pela primeira vez para restringir onde, no seu disco protoplanetário, o planeta se teria formado originalmente. Não há como um planeta se formar com uma atmosfera tão rica em carbono se estiver dentro da linha de condensação do vapor de água. À alta temperatura deste planeta (1.500 K), se a atmosfera contiver todos os elementos na mesma proporção que a estrela progenitora, o oxigênio deveria ser duas vezes mais abundante do que o carbono e principalmente ligado ao hidrogênio para formar água ou ao carbono para formar monóxido de carbono.
Os dados obtidos, muito diferentes, concordam com o entendimento atual de que Júpiteres quentes como HD 209458b se formaram muito longe da sua posição atual. Usando modelos de formação planetária, os astrônomos compararam a impressão digital química de HD 209458b com a que esperariam ver para um planeta deste tipo.
Um sistema solar começa como um disco de material em torno da estrela que se reúne para formar os núcleos sólidos dos planetas, que então acretam material gasoso para formar uma atmosfera. Perto da estrela, onde é mais quente, uma grande proporção de oxigênio permanece na atmosfera na forma de vapor de água. Mais longe, conforme fica mais frio, esta água condensa-se para gelo e fica presa no centro de um planeta, levando a uma atmosfera mais composta por moléculas baseadas em carbono e nitrogênio. Portanto, espera-se que os planetas perto da estrela tenham atmosferas ricas em oxigênio, em vez de carbono.
O HD 209458b foi o primeiro exoplaneta a ser identificado usando o método de trânsito, observando-o enquanto passa em frente da sua estrela. Tem sido objeto de muitos estudos, mas esta é a primeira vez que seis moléculas individuais foram medidas na sua atmosfera para criar uma "impressão digital química" detalhada.
A detecção do máximo de moléculas possível é útil quando esta técnica é aplicada em planetas com condições propícias para a vida, porque é necessário ter um portfólio completo de elementos químicos detectáveis.
Um artigo sobre esta descoberta foi publicado na revista Nature.
Fonte: Italian National Institute for Astrophysics
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