O exoplaneta quente escaldante WASP-121b pode não estar rompendo nenhum riff de guitarra de metal pesado, mas está enviando metais pesados ??como ferro e magnésio para o espaço. A atmosfera do planeta distante é tão quente que o metal está vaporizando e escapando da atração gravitacional do planeta. A intensa gravidade da estrela hospedeira do planeta também deformou o planeta crepitante em uma forma de bola de rugby.
As novas observações, feitas por uma equipe internacional de astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA, descrevem o primeiro exemplo conhecido de gás pesado saindo de um “Júpiter quente”, que é um apelido para exoplanetas grandes e gasosos que orbitam muito perto de suas órbitas. estrelas hospedeiras. Um artigo de pesquisa descrevendo os resultados, em co-autoria do professor de Astronomia da Universidade de Maryland, Drake Deming, foi publicado na edição de 1º de agosto de 2019 do Astronomical Journal.
“Este planeta é um protótipo para os Júpiteres ultra-quentes. Esses planetas são tão fortemente irradiados por suas estrelas hospedeiras, eles são quase como as próprias estrelas”, disse Deming. “O planeta está sendo evaporado por sua estrela hospedeira a ponto de podermos ver átomos de metal escapando da atmosfera superior onde eles podem interagir com o campo magnético do planeta. Isso representa uma oportunidade para observar e entender algumas físicas muito interessantes.”
Normalmente, os planetas quentes de Júpiter ainda estão frios o suficiente para condensar elementos mais pesados, como magnésio e ferro, em nuvens que permanecem na atmosfera do planeta. Mas esse não é o caso do WASP-121b, que está em órbita tão perto de sua estrela hospedeira que a atmosfera superior do planeta atinge uma temperatura de 2.500 graus Celsius. O planeta está tão próximo, na verdade, que está sendo dilacerado pela gravidade da estrela, dando ao planeta uma forma de futebol americano, o rugby. O sistema estelar WASP-121 reside a cerca de 900 anos-luz da Terra.
“Metais pesados ??foram vistos em outros Júpiteres quentes antes, mas apenas na atmosfera inferior”, explicou o pesquisador David Sing, da Universidade Johns Hopkins. “Com o WASP-121b, vemos gás de magnésio e ferro tão longe do planeta que não estão gravitacionalmente ligados. Os metais pesados ??estão escapando em parte porque o planeta é tão grande e inchado que sua gravidade é relativamente fraca. Isso é um planeta sendo ativamente despojado de sua atmosfera “.
Os pesquisadores usaram o Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial do Hubble para procurar assinaturas de luz ultravioleta de magnésio e ferro. Estas assinaturas podem ser observadas na filtragem da luz das estrelas através da atmosfera do WASP-121b, à medida que o planeta passa na frente de sua estrela hospedeira.
As observações do WASP-121b contribuem para o desenvolvimento da história de como os planetas perdem suas atmosferas primordiais. Quando os planetas se formam, eles reúnem uma atmosfera feita de gás do disco que deu origem tanto ao planeta quanto à sua estrela-mãe. Essas atmosferas jovens consistem principalmente de hidrogênio e hélio, os elementos mais abundantes do universo. À medida que o planeta se aproxima de sua estrela, muito dessa atmosfera primitiva se queima e escapa para o espaço.
“Os Júpiteres quentes são feitos principalmente de hidrogênio, e o Hubble é muito sensível ao hidrogênio, então sabemos que esses planetas podem perder o gás com relativa facilidade”, disse Sing. “Mas no caso do WASP-121b, o gás de hidrogênio e hélio está fluindo, quase como um rio, e está arrastando esses metais com eles. É um mecanismo muito eficiente para a perda de massa.”
De acordo com os pesquisadores, o WASP-121b será um alvo perfeito para o Telescópio Espacial James Webb da NASA, programado para ser lançado em 2021. O telescópio Webb permitirá aos pesquisadores procurar por água e dióxido de carbono, que podem ser detectados em comprimentos de onda maiores e mais longos. luz infravermelha. A combinação de observações de Hubble e Webb deve fornecer aos astrônomos um inventário mais completo dos elementos químicos que compõem a atmosfera do planeta.
“Júpiteres quentes tão perto de suas estrelas anfitriãs são muito raros. Aqueles que são tão quentes são ainda mais raros”, acrescentou Deming. “Embora sejam raros, eles realmente se destacam quando você os encontrou. Estamos ansiosos para aprender ainda mais sobre esse estranho planeta.”
O trabalho de pesquisa, “O Programa PanCET do HST: Exospheric Mg II e Fe II no espectro de transmissão UV-Próximo de WASP-121b usando Decorrelação de Jitter,” David Sing, Panayotis Lavvas, Gilda Ballester, Alain Lecavelier des Etangs, Mark Marley, Nikolay Nikolov, Lotfi Ben-Jaffel, Vincent Bourrier, Lars Buchhave, Drake Deming, David Ehrenreich, Thomas Evans, Tiffany Kataria, Nikole Lewis, Mercedes López-Morales, Antonio Garcia Muñoz, Gregório Henrique, Jorge Sanz-Forcada, Jessica Spake e Hannah Wakeford.
Publicado em 02/08/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-08-distant-heavy-metal-gas-planet.html
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