Os astrônomos encontraram evidências de que o primeiro exoplaneta identificado em trânsito em sua estrela pode ter migrado para uma órbita próxima com sua estrela de seu local de nascimento original, mais distante.
A análise da atmosfera do planeta por uma equipe que inclui cientistas da Universidade de Warwick identificou a impressão digital química de um planeta que se formou muito mais longe de seu sol do que atualmente reside. Isso confirma o pensamento anterior de que o planeta mudou para sua posição atual após a formação, a meros 7 milhões de km de seu sol ou o equivalente a 1/20 da distância da Terra ao nosso sol.
As conclusões são publicadas em 7 de abril na revista Nature por uma equipe internacional de astrônomos. A Universidade de Warwick liderou a modelagem e interpretação dos resultados que marcam a primeira vez que até seis moléculas na atmosfera de um exoplaneta foram medidas para determinar sua composição.
É também a primeira vez que astrônomos usam essas seis moléculas para apontar definitivamente o local em que esses planetas gigantes e quentes se formam graças à composição de suas atmosferas.
Com telescópios novos e mais poderosos entrando em operação em breve, sua técnica também poderá ser usada para estudar a química de exoplanetas que poderiam hospedar vida.
Esta última pesquisa usou o Telescopio Nazionale Galileo em La Palma, Espanha, para adquirir espectros de alta resolução da atmosfera do exoplaneta HD 209458b quando ele passou na frente de sua estrela hospedeira em quatro ocasiões distintas. A luz da estrela é alterada à medida que passa pela atmosfera do planeta e, analisando as diferenças no espectro resultante, os astrônomos podem determinar quais substâncias químicas estão presentes e suas abundâncias.
Pela primeira vez, os astrônomos foram capazes de detectar cianeto de hidrogênio, metano, amônia, acetileno, monóxido de carbono e baixas quantidades de vapor d’água na atmosfera de HD 209458b. A abundância inesperada de moléculas baseadas em carbono (cianeto de hidrogênio, metano, acetileno e monóxido de carbono) sugere que existem aproximadamente tantos átomos de carbono quanto átomos de oxigênio na atmosfera, o dobro do carbono esperado. Isso sugere que o planeta preferencialmente acretou gás rico em carbono durante a formação, o que só é possível se ele orbitasse muito mais longe de sua estrela quando se formou originalmente, provavelmente a uma distância semelhante a Júpiter ou Saturno em nosso próprio sistema solar.
O Dr. Siddharth Gandhi, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Os principais produtos químicos são as espécies portadoras de carbono e nitrogênio. Se essas espécies estiverem no nível em que as detectamos, isso é indicativo de uma atmosfera enriquecida em carbono comparado ao oxigênio. Nós usamos essas seis espécies químicas pela primeira vez para definir onde em seu disco protoplanetário ele teria se formado originalmente.
“Não há como um planeta se formar com uma atmosfera tão rica em carbono se estiver dentro da linha de condensação do vapor d’água. Na temperatura muito alta deste planeta (1.500K), se a atmosfera contiver todos os elementos do mesma proporção que na estrela-mãe, o oxigênio deve ser duas vezes mais abundante que o carbono e principalmente ligado ao hidrogênio para formar água ou ao carbono para formar monóxido de carbono. Nossa descoberta muito diferente concorda com o entendimento atual de que Júpiteres quentes como HD 209458b se formaram longe de sua localização atual. ”
Usando modelos de formação planetária, os astrônomos compararam a impressão digital química do HD 209458b com o que eles esperariam ver em um planeta desse tipo.
Um sistema solar começa a vida como um disco de material ao redor da estrela que se reúne para formar os núcleos sólidos dos planetas, que então agregam material gasoso para formar uma atmosfera. Perto da estrela, onde é mais quente, uma grande proporção de oxigênio permanece na atmosfera em forma de vapor d’água. Mais adiante, à medida que fica mais frio, essa água se condensa para se tornar gelo e fica presa no núcleo de um planeta, deixando uma atmosfera mais composta por moléculas baseadas em carbono e nitrogênio. Portanto, espera-se que os planetas orbitando perto do Sol tenham atmosferas ricas em oxigênio, em vez de carbono.
HD 209458b foi o primeiro exoplaneta a ser identificado usando o método de trânsito, observando-o enquanto ele passava na frente de sua estrela. Foi objeto de muitos estudos, mas esta é a primeira vez que seis moléculas individuais foram medidas em sua atmosfera para criar uma “impressão digital química” detalhada.
O Dr. Matteo Brogi, da equipe da Universidade de Warwick, acrescenta: “Aumentando essas observações, seremos capazes de dizer que classes de planeta temos em termos de localização de formação e evolução inicial. É realmente importante que não façamos isso” t trabalhar partindo do pressuposto de que há apenas um par de espécies moleculares que são importantes para determinar os espectros desses planetas, como sempre foi feito antes. Detectar tantas moléculas quanto possível é útil quando passamos a testar esta técnica em planetas com condições que são propícias para hospedar vida, porque precisaremos ter um portfólio completo de espécies químicas que possamos detectar. ”
Paolo Giacobbe, pesquisador do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) e principal autor do artigo, disse: “Se essa descoberta fosse um romance, começaria com ‘No início havia apenas água …’ porque a grande maioria da inferência em atmosferas de exoplanetas a partir de observações no infravermelho próximo foi baseada na presença (ou ausência) de vapor de água, que domina esta região do espectro. Nós nos perguntamos: é realmente possível que todas as outras espécies esperadas da teoria não deixou algum vestígio mensurável? Descobrir que é possível detectá-los, graças aos nossos esforços no aprimoramento das técnicas de análise, abre novos horizontes a serem explorados.”
Publicado em 10/04/2021 00h24
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