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jul 26

Hubble revela três exoplanetas ultra secos HD 189733b, HD 209458b e WASP-12b

http://www.nasa.gov/sites/default/files/14-197.jpg

Ilustração do gigante gasoso HD 209458b na constelação de Pégaso. Para surpresa dos astrônomos, encontraram muito menos vapor de água na quente atmosfera do exoplaneta do que os modelos de formação planetária prevêem. Créditos: NASA, ESA, G. Bacon (STScI) e N. Madhusudhan (UC)

Astrônomos, usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA, procuraram pela presença de vapor d’-água nas atmosferas de três exoplanetas em órbita de estrelas similares ao Sol e descobriram que são mundos extremamente secos.

Os três exoplanetas (HD 189733b, HD 209458b e WASP-12b) estão entre 60 e 900 anos-luz de distância da Terra e antes pensava-se que estes mundos seriam candidatos ideais para se detectar vapor d’-agua em suas atmosferas devido às suas altas temperaturas, onde a água se apresentaria como um vapor mensurável.

Estes exoplanetas, categorizados como “Júpiteres quentes”, orbitam tão perto das suas estrelas que apresentam temperaturas entre os 800 e 2.200 graus Celsius. No entanto, descobriu-se que os três exoplanetas contêm apenas entre 1/10 (um-décimo) e um 1/1000 (um-milésimo) da quantidade de água anteriormente estimada através das teorias de formação planetária.

Nikku Madhusudhan, membro do Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, Inglaterra, afirmou:

Nossa medição da quantidade de água em um dos planetas, HD 209458b, é a medição de maior precisão de qualquer composto químico em um planeta fora do nosso Sistema Solar. Podemos agora dizer, com muito mais certeza que nunca, que encontramos água em um exoplaneta. No entanto, a falta de abundância que encontramos até agora é bem surpreendente.

Madhusudhan, líder da pesquisa, disse que esta descoberta apresenta um grande desafio para a teoria exoplanetária e destacou:

Isto basicamente abre uma série problemas para as teorias de formação planetária. Nós esperávamos que todos estes exoplanetas possuíssem muita água. Temos que rever os modelos de formação e migração dos exoplanetas gigantes, especialmente dos ‘Júpiteres quentes’ e investigar melhor como estes se formaram.

Madhusudhan enfatiza que estes resultados podem ter implicações importantes para a busca de água em exoplanetas potencialmente habitáveis do tamanho da Terra. Os instrumentos dos futuros telescópios espaciais deverão ser desenhados com uma maior sensibilidade caso os alvos planetários sejam mais secos do que o previsto.

Madhusudhan comentou:

Devemos estar preparados para detectar abundâncias de água mais baixas do que o previsto quando olharmos para as super-Terras (planetas rochosos com várias vezes a massa da Terra).

Usando espectros nas faixas de onda próximas do infravermelho para os exoplanetas observados com o Hubble, Madhusudhan e colaboradores estimaram a quantidade de vapor d’-água, em cada uma das atmosferas exoplanetárias destes 3 ‘Júpiteres quentes’.

Os três exoplanetas foram selecionados porque orbitam estrelas relativamente brilhantes que fornecem radiação suficiente para a captura da radiação no espectro próximo do infravermelho. As características de absorção do vapor de água na atmosfera do planeta são detectáveis porque são sobrepostas sobre a pequena quantidade de luz estelar que é refletida pela atmosfera do exoplaneta.

A detecção de água é quase impossível para exoplanetas em trânsito a partir de observatórios aqui na Terra porque a nossa atmosfera contém uma grande quantidade de água, o que contamina a observação.

Nicolas Crouzet, membro do Instituto Dunlap da Universidade de Toronto e coautor do estudo comentou:

Nós realmente precisamos do Hubble para fazer as observações.

A teoria atualmente aceita para a formação dos planetas gigantes no nosso Sistema Solar, conhecida como acreção, afirma que um planeta é formado em torno de uma estrela jovem em um disco protoplanetário constituído principalmente por hidrogênio, hélio e partículas de gelo e poeira compostas por outros elementos químicos. As partículas de poeira aderem umas às outras, eventualmente formando grãos cada vez maiores. As forças gravitacionais do disco atraem estes grãos e partículas maiores até que se forma um núcleo sólido. Isto leva então à uma acreção desenfreada de sólidos e gases para, eventualmente, formar um planeta gigante.

Esta teoria prevê que as proporções dos diferentes elementos no planeta são “enriquecidas” (aumentando sua composição relativa) relativamente às da sua estrela, especialmente o oxigênio, que é o elemento que supostamente contribui com o maior enriquecimento. Assim que o planeta gigante se forma, espera-se que o seu oxigênio atmosférico reaja quimicamente com o hidrogênio gerando as moléculas de água. Os níveis muito baixos de vapor de água encontrados neste estudo levantam uma série de perguntas sobre os ingredientes que levam à formação de planetas.

Drake Deming da Universidade de Maryland, que liderou um dos estudos percursores, exclamou:

Existe tanto que ainda não sabemos sobre os exoplanetas! Desta forma isto abre um novo capítulo na compreensão de como os planetas e sistemas solares se formam. O problema é que estamos supondo que a água é tão abundante nos outros sistemas como no nosso. O que o nosso estudo mostra é que as características da relativas a presença da água podem ser muito mais fracas do que as nossas expectativas.

Os resultados foram publicados em 24 de julho de 2014 na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte

NASA: Hubble Finds Three Surprisingly Dry Exoplanets

Artigo Científico

H2O ABUNDANCES IN THE ATMOSPHERES OF THREE HOT JUPITERS

._._.

1 menção

  1. Gliese 436b: Hubble observa exoplaneta dispersando sua atmosfera no espaço interplanetário » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] Também em 2012 Hubble observou uma explosão ponderosa de evaporação a partir do exoplaneta HD 189733b (heic1209). Todas as observações deste fenômeno foram efetivadas através do exame nos […]

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