A água é um tópico importante no estudo dos exoplanetas, incluindo os “Júpiteres quentes”, cujas massas são semelhantes às de Júpiter, mas que estão muito mais próximas de sua estrela-mãe do que Júpiter do sol.
Eles podem atingir a temperatura de 2.000 graus Fahrenheit (1.100 graus Celsius), o que significa que qualquer água que eles hospedarem tomaria a forma de vapor d’água.
Os astrônomos encontraram muitos Júpiteres quentes com água em suas atmosferas, mas outros parecem não ter nenhum. Cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, queriam descobrir o que as atmosferas desses mundos gigantescos têm em comum.
Os pesquisadores se concentraram em uma coleção de Júpiteres quentes estudados pelo telescópio espacial Hubble da NASA. Eles descobriram que a atmosfera de cerca de metade dos planetas estava bloqueada por nuvens ou neblina.
“A motivação de nosso estudo foi ver como seriam esses planetas se fossem agrupados e se eles compartilhavam quaisquer propriedades atmosféricas”, disse Aishwarya Iyer, estagiária do JPL e candidata a mestrado na California State University, Northridge, quem conduziu o estudo.
O novo estudo, publicado na edição de 1º de junho do Astrophysical Journal, sugere que nuvens ou camadas de neblina podem estar impedindo que uma quantidade substancial de água atmosférica seja detectada por telescópios espaciais. As nuvens em si provavelmente não são feitas de água, pois os planetas nesta amostra são muito quentes para nuvens baseadas em água.
“Nuvens ou neblina parecem estar em quase todos os planetas que estudamos”, disse Iyer. “Você tem que ter cuidado para levar as nuvens ou neblina em consideração, ou então você pode subestimar a quantidade de água na atmosfera de um exoplaneta por um fator de dois.”
No estudo, os cientistas analisaram um conjunto de 19 Júpiteres quentes previamente observados pelo Hubble. A Wide Field Camera 3 do telescópio detectou vapor d’água na atmosfera de 10 desses planetas, e nenhuma água nos outros nove. Mas essa informação foi espalhada por mais de uma dúzia de estudos. Os métodos de análise e interpretação variaram porque os estudos foram conduzidos separadamente. Não houve uma análise abrangente de todos esses planetas.
Para comparar os planetas e procurar padrões, a equipe do JPL teve que padronizar os dados: os pesquisadores combinaram os conjuntos de dados para todos os 19 Júpiteres quentes para criar um espectro de luz geral médio para o grupo de planetas. Eles então compararam esses dados com modelos de atmosferas claras e sem nuvens e com várias espessuras de nuvens.
Os cientistas determinaram que, para quase todos os planetas que estudaram, a neblina ou as nuvens estavam bloqueando metade da atmosfera, em média.
“Em alguns desses planetas, você pode ver a água aparecendo acima das nuvens ou neblina, e ainda pode haver mais água abaixo”, disse Iyer.
Os cientistas ainda não conhecem a natureza dessas nuvens ou neblinas, incluindo de que são feitas.
“Nuvens ou neblina estar em quase todos esses planetas é bastante surpreendente”, disse Robert Zellem, um pós-doutorado no JPL e co-autor do estudo.
As implicações desse resultado estão de acordo com as descobertas publicadas na edição de 14 de dezembro de 2015 da revista Nature. O estudo da Nature usou dados dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA para sugerir que nuvens ou neblina podem estar escondendo água não detectada em Júpiteres quentes. Este novo estudo usa dados de exoplanetas de um único instrumento no Hubble para caracterizar uniformemente um grupo maior de Júpiteres quentes, e é o primeiro a quantificar quanto da atmosfera seria protegida como resultado de nuvens ou neblina.
A nova pesquisa pode ter implicações para estudos de acompanhamento com futuros observatórios espaciais, como o telescópio espacial James Webb da NASA. Exoplanetas com espessas coberturas de nuvens bloqueando a detecção de água e outras substâncias podem ser alvos menos desejáveis para estudos mais extensos.
Esses resultados também são importantes para descobrir como os planetas se formam, dizem os cientistas.
“Esses planetas se formaram em suas posições atuais ou migraram em direção a suas estrelas hospedeiras de mais longe? Compreender a abundância de moléculas como a água nos ajuda a responder a essas perguntas”, disse Zellem.
“Este artigo é um passo empolgante para o estudo de exoplanetas e comparação de suas propriedades”, disse Mark Swain, co-autor do estudo e supervisor de grupo para descoberta de exoplanetas e grupo de ciência do JPL.
Michael Line, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, também contribuiu com o estudo. Outros co-autores do JPL incluem Gael Roudier, Graça Rocha e John Livingston.
Publicado em 25/09/2021 12h28
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