GJ 3470b: cientistas analisam a atmosfera de um exoplaneta azul da classe Netuno que orbita uma anã vermelha

http://www.unawe.org/static/archives/images/screen/gj3470b.jpg

Ilustração de GJ 3470b e sua estrela hospedeira. Crédito: NAOJ

Um time de astrônomos utilizou a rede LCOGT (Las Cumbres Observatory Global Telescope) para detectar luz dispersa por partículas minúsculas (fenômeno denominado dispersão de Rayleigh), através da atmosfera de um exoplaneta em trânsito, com tamanho similar a Netuno. Isto sugere um céu azul neste mundo, que reside a ‘apenas’ 100 anos-luz de distância da Terra.

Trânsitos são eventos que ocorrem quando um exoplaneta passa em frente da sua estrela hospedeira, reduzindo por uma pequena fração a quantidade de luz estelar medida pelos instrumentos. Quando a órbita de um exoplaneta está alinhada justamente permitindo o trânsito ocorrer, os astrônomos podem medir o tamanho de um exoplaneta em diferentes comprimentos de onda a fim de gerar um espectro da sua atmosfera. O espectro então revela as substâncias presentes na atmosfera planetária e consequentemente a sua composição. Esta medição é frequentemente realizada usando radiação infravermelha, onde o exoplaneta é mais brilhante e mais facilmente observado. Durante os últimos anos, os pesquisadores têm analisado as atmosferas de vários exoplanetas pequenos com telescópios terrestres e espaciais, mas a determinação da sua composição é sempre um desafio com este método. Isto ocorre por duas razões: os exoplanetas têm nuvens (que obscurecem a atmosfera) ou as medições não são suficientemente precisas.

O menor exoplaneta com atmosfera caracterizada

Com quatro vezes o tamanho da Terra, GJ 3470b é um exoplaneta com um tamanho mais próximo em relação ao nosso próprio planeta do que dos chamados “Júpiteres Quentes” (com cerca de dez vezes o tamanho da Terra), os quais, até então, consistem na maioria dos exoplanetas com atmosferas bem caracterizadas. Astrônomos liderados pela Dra. Diana Dragomir (Universidade de Chicago, EUA) analisaram a descoberta feita por outro grupo, cujos resultados sugeriram a possibilidade da presença de dispersão de Rayleigh na atmosfera de GJ 3470b. A equipe da Dra. Dragomir adquiriu e combinou observações de trânsito de todos os locais do observatório LCOGT (Hawaii, Texas, Chile, Austrália e África do Sul) para confirmar de forma conclusiva a detecção de dispersão de Rayleigh em GJ 3470b .

O resultado é significativo por diversas razões. GJ 3470b é o exoplaneta de menor porte para o qual existe uma detecção da dispersão de Rayleigh. Embora se pense que este exoplaneta seja nublado ou enevoado, a medição diz aos astrônomos que o exoplaneta tem uma atmosfera espessa e rica em hidrogênio por baixo de uma camada de neblina que espalha luz azul. Na verdade, em GJ 3470b o céu é azul. Além disso, o exoplaneta orbita uma pequena anã vermelha, o que significa que bloqueia uma grande quantidade de luz estelar durante cada trânsito, o que os torna fáceis de detectar e que torna o planeta mais facilmente caracterizável. Finalmente, esta medição é a primeira detecção clara de uma característica espectroscópica na atmosfera de um exoplaneta feita apenas com telescópios de menor tamanho (1,0 m e 2,0 m). A equipe também complementou os dados do LCOGT com observações obtidas pelo Telescópio Kuiper de 1,5 m no estado americano do Arizona.

A Dra. Dragomir, que conduziu o projeto enquanto trabalhava como pesquisadora no LCOGT, afirmou:

Esta detecção leva-nos mais perto da compreensão da natureza de exoplanetas cada vez menores através do uso de uma nova abordagem que permite investigar suas atmosferas, mesmo que sejam nublados.

Ao mesmo tempo, o resultado ressalta o papel e a importância pela qual os telescópios com poucos metros de abertura podem ser utilizados na caracterização das atmosferas destes mundos.

O artigo intitulado “Rayleigh Scattering in the Atmosphere of the Warm Exo-Neptune GJ 3470b”, assinado por Diana Dragomir et al. foi publicado em The Astrophysical Journal em 20 de novembro de 2015.