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fev 17

Medindo a atmosfera de uma Super-Terra pela primeira vez através do Hubble

http://phys.org/news/2016-02-super-earth-atmosphere.html

Essa impressão artística ilustra a Super-Terra 55 Cancri e em frente de sua estrela hospedeira 55 Cancri. Através de observações realizadas com o Telescópio Espacial Hubble processadas por um software analítico os cientistas foram capazes de a examinar a composição da sua atmosfera. Essa foi a primeira vez em que isso foi possível em uma Super-Terra. 55 Cancri e reside a cerca de 40 anos luz de distância da Terra e orbita uma estrela ligeiramente menor, mais fria e menos brilhante que o Sol. Uma vez que o exoplaneta está perto demais de sua estrela, seu período anual dura apenas 18 horas terrestres e as temperaturas na sua superfície atingem cerca de 2.000 graus Kelvin. Créditos: ESA/Hubble, M. Kornmesser.

Temos perscrutado as atmosferas dos exoplanetas tanto a partir de telescópios terrestres como via observatórios espaciais. A espectroscopia de transmissão nos permite observar o espectro da luz estelar em vários comprimentos de onda a medida que um exoplaneta em trânsito passa primeiramente à frente de sua estrela hospedeira e depois se move para trás da mesma. Agora nós temos notícias sobre uma inédita e bem-sucedida detecção de gases atmosféricos de uma Super-Terra por um time de cientistas composto de pesquisadores da UCL (University College London) e da Catholic University of Leuven (Bélgica), usando dados fornecidos pelo Hubble.

Angelos Tsiaras, estudante de doutorado na UCL, que desenvolveu a análise e técnica juntamente com os colegas Dr. Ingo Waldmann e Marco Rocchetto da UCL Physics & Astronomy, afirmou:

Este é um resultado excitante porque é a primeira vez que fomos capazes de encontrar as assinaturas espectrais que mostram os gases presentes na atmosfera de uma Super-Terra. Nossa análise da atmosfera de 55 Cancri e sugere que o exoplaneta tem conseguido manter uma significante quantidade de hidrogênio e hélio fornecido pela nebulosa onde se formou.

O sistema 55 Cancri dista 40,3 ± 0,4 anos luz do Sol. Trata-se de um sistema estelar binário que consiste de uma estrela anã amarela classe G8V (55 Cancri A) com massa 0,95 ± 0,1 Me uma estrela anã vermelha classe M3.5-4V (55 Cancri B) de massa 0,13 M. Nós conhecemos cinco exoplanetas que orbitam 55 Cancri A, destes, o exoplaneta mais interno é a Super-Terra 55 Cancri e. Se você está preocupado com a nomenclatura lembramos que formalmente podemos chamar esse exoplaneta de 55 Cancri Ae, para clarificar a qual estrela ele pertence no sistema binário. Como todos os cinco exoplanetas conhecidos orbitam a estrela maior 55 Cancri A, o uso dessa formalidade não se faz necessário. A estrela companheira menor 55 Cancri B fica distante cerca de 1.065 UA (unidades astronômicas).

Embora 55 Cancri e seja uma exoplaneta em trânsito (ver o vídeo abaixo que ilustra o trânsito de 55 Cancri e), tanto ele quando os demais quatro exoplanetas do sistema foram descobertos através da técnica da ‘velocidade radial’.

https://youtu.be/bUKpxYisg4c

As temperaturas em 55 Cancri e atingem os escorchantes 2.000 K em um mundo cujo ano leva somente 18 horas terrestres. Com a massa mínima estimada em 8,3 M, o exoplaneta tem um diâmetro com cerca do dobro da Terra. Vide ilustração abaixo:

Tsiaras e seu time usaram o dispositivo Wide Field Camera 3 (WFC3) do Hubble, recuperando a assinatura espectral de 55 Cancri e através da captura de numerosas medições do espectro por rápidos escaneamentos do objeto em questão. O método especialmente permite a prevenção da saturação do detector. Os resultados foram então alimentados através de um software de empilhamento que removeu distorções sistemáticas causadas pelo método de escaneamento.

O artigo científico explica a natureza das correções aplicadas:

No caso de escaneamentos muito longos, nós temos que levar em consideração as distorções geométricas (variações na dispersão ao longo da direção do escaneamento e inclinação do espectro) e os deslocamentos posicionais (horizontal e vertical), uma vez que produzem efeitos significativos no espectro espacialmente escaneado. Especialmente no caso dos escaneamentos rápidos, nós descobrimos que os deslocamentos verticais são tão importantes quando os horizontais, porque estão acoplados com o processo de leitura do detector (efeito up-stream/down-stream), causando variações no tempo da exposição. Nós também achamos que as sistemáticas de longo termo que são dependentes do tempo parecem ter um comportamento diferente para cada canal de comprimento de onda.

Os dados resultantes mostram a abundância hidrogênio e hélio na atmosfera de 55 Cancri e, mas, em contrapartida, a ausência de vapor d’água. Há evidências intrigantes que sugerem a presença de cianeto de hidrogênio (HCN) com a possível adição de outras moléculas tais como o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2) e o acetileno (C2H2). O gás HCN é considerado como um marcador de atmosferas ricas em carbono, o que é consistente com o que previamente sabíamos sobre esse exoplaneta. 55 Cancri e algumas vezes foi chamado de ‘planeta diamante’ por causa da possibilidade de possuir um interior muito rico em carbono. O recente trabalho aponta na mesma direção, pois sugere que sua atmosfera tem uma alta proporção de carbono em relação ao oxigênio.

O Professor Jonathan Tennyson da UCL concluiu:

Se a presença de cianeto de hidrogênio (HCN) e outras moléculas for confirmada pela nova geração de telescópios de infravermelho, tais evidências suportariam a teoria que este exoplaneta é de fato rico em carbono e um lugar bem exótico. Em contrapartida, o cianeto de hidrogênio ou ácido prússico é um composto extremamente venenoso, então, exoplanetas como esse não são lugares para se viver, definitivamente!

O artigo assinado por Tsiaras et al., intitulado “Detection of an Atmosphere Around the Super-Earth 55 Cancri e”, foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.

http://cdn.phys.org/newman/gfx/news/hires/2016/1-firstdetecti.jpg

Impressão artística do escorchante exoplaneta 55 Cancri e, com suas temperaturas que atingem 2.000 graus Kelvin. Créditos: NASA/ESA Hubble Space Telescope

Fontes

Centauri Dreams: Light, Dry Atmosphere of a ‘Super-Earth’

Phys.org: First detection of super-earth atmosphere

Hubble Space Telescope: heic1603 — Science Release / First Detection of Super-Earth Atmosphere

._._.

1511.08901v2-Detection-of-an-atmosphere-around-the-super-Earth-55-Cancri-e

1 menção

  1. À procura de exoplanetas de carbono, fósseis do Universo primordial » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] ricas em carbono (veja artigo sobre WASP-12b) e possuem interiores ricos em carbono (leia sobre 55 Cancri e). Se esses mundos de grafite, carbonetos e diamante estão por aí, encontrá-los em volta de […]

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