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ago 03

Gliese 436b: Hubble observa exoplaneta dispersando sua atmosfera no espaço interplanetário

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Esta impressão artística mostra a enorme nuvem em forma de cometa que “sangra” do exoplaneta tipo ‘Netuno quente’ Gliese 436b, que reside a 33,3 anos-luz da Terra (10,2 parsecs). A estrela hospedeira também está na imagem, a tênue anã vermelha Gliese 436. O hidrogênio está evaporando do exoplaneta devido à radiação extrema da estrela. Um fenômeno assim de tamanho porte nunca tinha sido observado em um exoplaneta deste tamanho. Créditos: NASA, ESA, STScI e G. Bacon

Um time de astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA descobriu uma imensa nuvem de hidrogênio dispersada por um exoplaneta quente do tamanho de Netuno em órbita de uma estrela próxima. A enorme cauda gasosa do exoplaneta tem cerca de 50 vezes o tamanho da estrela hospedeira.

Um fenômeno assim tão grande nunca tinha sido observado antes em redor de um exoplaneta deste tamanho (já foram observados fenômenos parecidos, mas em exoplanetas bem mais massivos, da classe Júpiter) [1]. O evento pode proporcionar pistas de como as Super-Terras quentes, as versões quentes gigantes da Terra, podem eventualmente surgir em torno de outras estrelas.

David Ehrenreich, membro do Observatório da Universidade de Genebra, Suíça, autor principal do estudo, exclamou:

Esta nuvem de hidrogênio é espetacular! Embora a taxa de evaporação não ameace significativamente, por ora, a atmosfera deste exoplaneta, nós sabemos que a estrela, uma tênue anã vermelha, já foi mais ativa no passado. Isto significa que a atmosfera do exoplaneta se evaporou mais depressa durante o primeiro bilhão de anos da sua existência. Estima-se que o exoplaneta pode já ter perdido até 10% da sua atmosfera.

O exoplaneta, chamado Gliese 436b, é classificado como um “Netuno quente” porque tem  tamanho similar a Netuno, mas está muito mais próximo da sua estrela Gliese 436 do que Netuno está do Sol. Embora, neste caso, o exoplaneta não esteja em perigo de perder completamente a sua atmosfera, deixando apenas um núcleo sólido e rochoso, este comportamento pode explicar a existência de super-Terras quentes, que orbitam muito perto das suas estrelas e são normalmente mais massivas que a Terra, embora menos massivas que Netuno, que tem 17 vezes a massa da Terra.

É possível que as Super-Terras quentes possam ser os núcleos remanescentes de exoplanetas mais massivos que perderam completamente suas densas atmosferas, provavelmente devido ao mesmo tipo de evaporação que o Hubble observou em volta de Gliese 436b.

Considerando que a atmosfera da Terra bloqueia a maior parte da luz ultravioleta, os astrônomos precisaram de um telescópio espacial com a capacidade capturar a radiação ultravioleta e a precisão requintada oferecida pelo Hubble com o intuito de observar a nuvem expelida por Gliese 436b.

Ehrenreich explicou:

Não seríamos capazes de observar esse fenômeno nos comprimentos de onda do visível. No entanto, quando apontamos o olho ultravioleta do Hubble para este sistema, deu-se uma notável transformação, o exoplaneta se tornou uma coisa monstruosa.

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O infográfico mostra a vista polar do planeta Gliese 436b em torno da estrela hospedeira Gliese 436. A cauda, tipo-cometa, é o resultado do rasgo da atmosfera. O exoplaneta situa-se a cerca de 4 milhões de quilômetros da estrela e completa uma órbita a cada 2,6 dias terrestres. Crédito: NASA/ESA/Hubble

Ehrenreich e a seu time sugeriram que tamanha nuvem de gás pode persistir em torno deste exoplaneta porque a nuvem não é velozmente aquecida e varrida pela radiação da estrela anã vermelha, relativamente fria (comparativamente com nosso Sol). Isto permite a nuvem perdurar por muito mais tempo.

Evaporação tal como essa pode também ter acontecido no passado remoto em nosso Sistema Solar, quando a Terra tinha uma atmosfera rica em hidrogênio que se dissipou. Também é possível que aconteça novamente no final da vida útil do Sol, quando nossa estrela Sol inchar para se tornar numa gigante vermelha e ferver a nossa atmosfera restante, antes de engolir completamente o nosso planeta.

Gliese 436b foi descoberto em 2004 e orbita muito próximo da anã vermelha Gliese 436 (classe espectral M2.5 e massa estimada em 0,452 ± 0,0012 vezes a massa do Sol), a apenas cerca de 4,3 milhões de quilômetros de distância (0,02887 ± 0,00095 UA), completando uma órbita cerca de 2,64 dias terrestres [2]. Este exoplaneta a idade estimada de 6 bilhões de anos, mas os astrônomos suspeitam que possa ser mais velho. Com aproximadamente o tamanho de Netuno, esse mundo tem uma massa que corresponde a cerca de 23 Terras. Este sistema reside a 33,3 anos-luz da Terra (10,2 parsecs), o que o faz de Gliese 436b um dos exoplanetas mais próximos conhecidos.

Vincent Bourrier, também do Observatório de Genebra na Suíça, coautor do estudo, concluiu:

A detecção da nuvem escapando de Gliese 436b pode mudar completamente o jogo da caracterização das atmosferas de toda a população de Netunos e Super-Terras em observações no ultravioleta [3].

Bourrier estima que os astrônomos encontrarão milhares de exoplanetas deste gênero nos próximos anos.

O resultado do estudo, intitulado “A giant comet-like cloud of hydrogen escaping the warm Neptune-mass exoplanet GJ 436b”, foi publicado em 24 de junho de 2015 na Nature.

Notas

[1] Hubble observou este fenômeno em volta de exoplanetas mais massivos. A primeira detecção de uma atmosfera em evaporação foi em volta do exoplaneta HD 209458b in 2003 (heic0303heic0403). Elementos pesados escapando do gigante gasoso quente WASP-12b foram analisados em 2010. O autor líder do artigo cientifico sobre GJ 436b realizou um estudo da atmosfera em dispersão no gigante gasoso quente 55 Cancri b em 2012. 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 comprimentos de onda do espectro ultravioleta.

[2] Para comparação, a Terra orbita a cerca de 150 milhões de quilômetros do Sol a cada 365,24 dias, enquanto Mercúrio, o planeta mais interno orbita o Sol a cada 88 dias (terrestres) em um distância orbital média de 58 milhões de quilômetros.

[3] A técnica do uso do ultravioleta também pode detectar assinaturas da presença de oceanos em evaporação em exoplanetas menores da classe terrestre. Observar vapor d’água nesses mundos será extremamente desafiador para os astrônomos, uma vez que o vapor poderá estar nas partes inferiores da atmosfera do exoplaneta e assim escondido dos telescópios. Entretanto, quando a radiação da estrela quebra as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio, o hidrogênio, mais leve, pode eventualmente escapar para o espaço. Se os astrônomos detectarem o hidrogênio sendo dispersado de um exoplaneta mais temperado e menos massivo que Gliese 436b, tal achado poderá ser um indício da assinatura da presença de um oceano superficial.

Fontes

Space Telescope (Hubble): heic1515 — Hubble sees atmosphere being stripped from Neptune-sized exoplanet

Exoplanet Enciclopedia: GJ 436b

Artigo Científico

A giant comet-like cloud of hydrogen escaping the warm Neptune-mass exoplanet GJ 436b

._._.

heic1515a-A-giant-comet-like-cloud-of-hydrogen-escaping-the-warm-Neptune-mass-exoplanet-GJ-436b

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