55 Cancri e: Spitzer mapeia os padrões climáticos de uma Super-Terra de forma inédita

Esta animação mostra um possível cenário para o exoplaneta rochoso 55 Cancri e, o qual tem quase duas vezes o tamanho da Terra. Novos dados do Spitzer mostram que um lado do exoplaneta é muito mais quente que o outro e que tal poderá ser explicado por uma possível presença de fluxos de lava. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Observações do Telescópio Espacial Spitzer da NASA levaram a construção do primeiro mapa de temperaturas de uma super-Terra (55 Cancri e), um exoplaneta rochoso quase duas vezes maior que o nosso. O mapa revela oscilações extremas de temperatura de um lado para o outro no exoplaneta e sugere que uma possível razão para tal discrepância pode ser a presença de fluxos de lava.

Brice Olivier Demory, membro da Universidade de Cambridge, Inglaterra, autor principal do artigo de 30 de março de 2016 na Nature, afirmou:

A nossa visão deste exoplaneta continua a evoluir. Os resultados mais recentes nos contam que o exoplaneta tem noites quentes e dias significativamente mais escaldantes. Isto indica que o sistema atmosférico transporta de forma ineficiente o calor ao redor do exoplaneta. Nós propomos que isto poderá ser explicado por uma atmosfera que só existe no lado diurno do exoplaneta ou por fluxos de lava à sua superfície.

A tostada super-Terra 55 Cancri e está relativamente perto da Terra, a cerca de 40 anos-luz de nós. Esse exoplaneta orbita muito perto da sua estrela hospedeira 55 Cancri, completando uma órbita a cada 18 horas. Devido à proximidade do exoplaneta em relação à sua estrela, este sofre um bloqueio gravitacional de marés tal como a Lua em relação a Terra. Isto significa que uma das faces de 55 Cancri e, referida como o ‘lado diurno’, está sempre torrando sob o intenso calor da sua estrela, enquanto a face oposta, o ‘lado noturno’, permanece na eterna escuridão e consequentemente é bem mais frio.

Brice Olivier Demory explicou:

O Observatório Espacial Spitzer observou as fases de 55 Cancri e, que são semelhantes às fases da Lua observadas a partir da perspectiva da Terra. Fomos capazes de observar os quartos crescentes, minguantes e as fases novas e cheias deste pequeno exoplaneta. Assim, estas observações nos ajudaram a construir um mapa térmico do exoplaneta. Este mapa nos conta quais as regiões mais quentes de 55 Cancri e.

A variação de brilho num exoplaneta chamado 55 Cancri e vista aqui neste gráfico de dados infravermelhos obtidos pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Universidade de Cambridge

O Spitzer estudou o exoplaneta no infravermelho durante um total de 80 horas, observando-o ao longo de várias órbitas completas. Estes dados permitiram com que os cientistas mapeassem mudanças de temperatura em todo o exoplaneta. Como surpresa, os astrônomos descobriram uma diferença dramática de temperatura de 1.300 K (Kelvin) entre as faces diurna e noturna do exoplaneta. O lado mais quente tem quase 2.700 K e o mais frio tem 1.400 K.

O fato do Spitzer ter determinado que o lado noturno é significativamente mais frio que o lado diurno significa que o calor não está a sendo bem distribuído por todo o exoplaneta. Os dados contrariam frontalmente a noção de que uma atmosfera espessa e ventos estão transportando o calor ao redor do exoplaneta, como se pensava anteriormente. Em vez disso, os resultados indicam um exoplaneta desprovido de uma atmosfera massiva e, possivelmente, sugerem um mundo de lava onde o magma se torna duro no lado noturno e incapaz de transportar o calor.

Michael Gillon, Universidade de Liège, Bélgica, adicionou:

O lado diurno poderá ter possivelmente rios de lava e grandes lagos de magma extremamente quentes, mas nós pensamos que o lado noturno terá fluxos sob lava solidificada, como encontramos no Havaí.

Os dados fornecidos pelo Spitzer também revelaram que o local mais quente no exoplaneta se deslocou um pouco em relação à posição esperada: que seria diretamente sob a estrela ardente. Esta mudança ou indica algum grau de recirculação de calor confinado ao lado diurno, ou aponta para características superficiais com temperaturas extremamente altas, tais como a presença de fluxos de lava.

Observações adicionais, incluindo o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA, vão ajudar a confirmar a verdadeira natureza de 55 Cancri e.

As novas observações de 55 Cancri e pelo Spitzer são mais detalhadas graças ao aumento de sensibilidade do telescópio no que tange ao estudo de exoplanetas. Ao longo dos últimos anos, cientistas e engenheiros descobriram novas maneiras de reforçar a capacidade do Spitzer em medir alterações de brilho em sistemas exoplanetários. Um método envolve a caracterização precisa dos detectores do Spitzer, especificamente a medição do “ponto ideal” (um único pixel no detector) que foi determinado como sendo ótimo para estudos exoplanetários.

Jessica Krick do Centro Espacial Spitzer da NASA, no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, EUA, afirmou:

Ao compreender as características do instrumento do Spitzer e usando novas técnicas de calibração de uma pequena região de um único pixel estamos tentando ganhar cada bit de ciência possível de um detector que não foi desenhado para este tipo de observação de alta precisão.

Para saber mais, assista ao vídeo da Space Today, episódio 180, abaixo:

Fontes

Universidade de Cambridge: Map of rocky exoplanet reveals a lava world

NASA: NASA’s Spitzer Maps Climate Patterns on a Super-Earth

APOD: Cancri 55 e: Climate Patterns on a Lava World – Créditos: NASA, JPL-Caltech, Spitzer Space Telescope, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

._._.