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jun 05

Por que dois exoplanetas com características idênticas são tão diferentes?

Seria um exemplo de ‘natureza versus criação’ (nature versus nurture) quando comparamos dois exoplanetas ‘primos entre si’?

http://hubblesite.org/image/4049/news_release/2017-22

Este diagrama compara observações realizadas pelo Telescópio Espacial Hubble de dois “Júpiteres quentes” em órbita de curto período em volta de duas estrelas similares ao Sol. Os astrônomos mediram o modo como a luz de cada estrela hospedeira era filtrada pela atmosfera de cada exoplaneta. HAT-P-38b tem uma assinatura espectral da água indicada pelo pico da característica de absorção no espectro, ou seja, a sua atmosfera superior está livre de nuvens ou neblinas. Em contrapartida, WASP-67b tem um espectro sem qualquer característica da absorção da água, sugerindo que a maior parte da atmosfera do planeta está mascarada por nuvens de alta altitude. Créditos: arte – NASA, ESA e Z. Levy (STScI); ciência – NASA, ESA e G. Bruno (STScI)

Com o auxílio do Telescópio Espacial Hubble da NASA, cientistas compararam dois “Júpiteres quentes” em uma experiência única. Considerando-se que estes exoplanetas têm virtualmente o mesmo tamanho e a mesma temperatura e orbitam duas estrelas praticamente idênticas, na mesma distância, a equipe supôs que as suas atmosferas deveriam ser análogas. Eles erraram: o que os cientistas encontraram deixou-os surpresos.

O pesquisador líder, Giovanni Bruno, membro do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, Maryland, EUA, explicou:

O que estamos vendo, quando estudamos estas duas atmosferas, é que definitivamente não são iguais. O exoplaneta WASP-67b é mais nublado do que o outro, HAT-P-38b. Não estamos observando o que estávamos à espera de encontrar e precisamos de entender as razões dessas diferenças.

O time de astrônomos usou a câmera WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble para observar as assinaturas espectrais dos exoplanetas, que medem a composição química.

Giovanni Bruno declarou:

O efeito que as nuvens têm na ‘impressão digital’ da água nos permite medir a quantidade de nuvens na atmosfera. Uma maior quantidade de nuvens significa uma maior redução na assinatura espectral da água.

As equipes descobriram que em WASP-67b existem mais nuvens nas altitudes estudadas nestas medições.

Giovanni Bruno disse:

Isto nos conta que algo no seu passado alterou o aspeto dos exoplanetas.

Atualmente, os exoplanetas completam uma órbita em torno das suas respetivas estrelas anãs amareladas a cada 4,5 dias terrestres, a uma distância inferior a de Mercúrio em relação ao Sol. Mas, no passado, os exoplanetas provavelmente migraram para o interior oriundos do local mais afastado onde foram formados.

http://hubblesite.org/image/4050/news_release/2017-22

Este diagrama compara observações fornecidas pelo Telescópio Espacial Hubble de dois “Júpiteres quentes” em órbita de curto período em volva de duas estrelas parecidas com o Sol. Os astrônomos mediram o modo como a luz de cada estrela hospedeira era filtrada pela atmosfera de cada exoplaneta. HAT-P-38b tem uma assinatura espectral da água indicada pelo pico da característica de absorção no espectro. Ou seja, a atmosfera superior está livre de nuvens ou neblinas. WASP-67b tem um espectro sem qualquer característica da absorção da água, sugerindo que a maior parte da atmosfera do planeta está mascarada por nuvens de alta altitude. Créditos: arte – NASA, ESA e Z. Levy (STScI); ciência – NASA, ESA e G. Bruno (STScI)

Talvez um exoplaneta tenha se formado de modo diferente do outro, sob um conjunto diferente de circunstâncias.

O coautor Kevin Stevenson explicou:

Podemos afirmar que este seria um caso de ‘natureza versus criação’ (nature versus nurture). Atualmente, ambos parecem ter as mesmas características físicas. Assim, se a sua composição medida é definida pelo seu estado atual, então deveria ser a mesma para ambos os exoplanetas. Mas não é esse o caso. Ao invés, parece que as suas histórias de formação podem ter desempenhado um papel importante.

As nuvens nestes gigantes gasosos aquecidos similares a Júpiter não são nada idênticas às da Terra. São provavelmente nuvens alcalinas, compostas por moléculas como sulfureto de sódio e cloreto de potássio. A temperatura média em cada exoplaneta é superior a 700º Celsius.

Ambos os exoplanetas sofrem o efeito de acoplamento de maré, isto é, um dos lados está sempre virado para a estrela e o outro em ‘noite eterna’. Isto significa que têm um lado diurno muito quente e um lado noturno mais frio. Em vez de ostentarem múltiplas bandas horizontais como Júpiter, cada um tem provavelmente apenas uma larga banda equatorial que move o calor lentamente do lado diurno para o lado noturno.

O time está apenas começando a aprender quais são os fatores mais importantes no que toca a produzir exoplanetas “nublados” e “limpos”. Para melhor compreender o possível passado dos exoplanetas, os cientistas necessitarão de mais observações com o Hubble e depois com o futuro JWST (Telescópio Espacial James Webb), cujo lançamento está previsto para 2018.

Os resultados do time foram apresentados dia 5 de junho de 2017 na 230ª reunião da SAA (Sociedade Astronômica Americana), em Austin, Texas, EUA.

Fontes

Hubblesite: Hubble’s Tale of Two Exoplanets: Nature vs. Nurture

NASA: Hubble’s Tale of Two Exoplanets: Nature vs. Nurture

._._.

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