Existem incontáveis exoplanetas na Via Láctea, mas alguns são mais fortes do que outros. Pegue um tipo conhecido como super-Terras quentes. Esses planetas são malucos. Imagine um mundo rochoso como a Terra, mas até 10 vezes mais massivo; agora amplie-o tão perto de sua estrela que leva apenas 10 dias ou menos para orbitar.
Esses planetas não são apenas quentes. Sua proximidade com as estrelas hospedeiras torna-os terríveis mundos infernais, supostamente despojados de uma atmosfera pela radiação estelar e ventos, suas superfícies inundadas com oceanos de lava derretida a temperaturas de pelo menos 850 Kelvin (576° C).
Isso é bastante surpreendente, mas alguns desses planetas têm um mistério adicional. Alguns deles são extremamente brilhantes com a luz refletida de suas estrelas hospedeiras, uma propriedade conhecida como albedo.
Alguns são ainda mais brilhantes que a Terra, refletindo até 50% da luz que os atinge de sua estrela hospedeira (a Terra reflete cerca de 30% da luz do Sol) – e os cientistas planetários não sabem o que pode estar causando o brilho.
“Você esperaria que esses planetas de lava fossem uma espécie de bolas de carvão orbitando no espaço – muito escuros, nem um pouco brilhantes”, disse a cientista planetária Zahra Essack do Departamento de Ciências da Terra, Atmosférica e Planetária do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, liderar autor de novas pesquisas sobre o fenômeno. “Então, o que os torna tão brilhantes?”
Spoiler: ainda não sabemos. Mas agora temos uma ideia mais clara do que não está por trás do alto albedo desses exoplanetas oceânicos de lava. Ao criar um monte de lava e vidro vulcânico no laboratório e medir a refletividade dos dois materiais, os cientistas os descartaram como uma fonte de brilho extra.
Primeiro, a equipe selecionou seus materiais – feldspato e basalto, dois minerais comuns na Terra e outros planetas rochosos do Sistema Solar, com propriedades bem caracterizadas.
Usando a fundição do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do MIT, Essack e seus colegas derreteram seu feldspato. Infelizmente, ele resfriou rápido demais para obter uma medida de refletividade em seu estado fundido, mas o vidro vulcânico resultante provou ser muito útil. A equipe fez medições detalhadas, iluminando-o de vários ângulos e estudando como essa luz refletia.
Para o basalto, a equipe obteve amostras de vidro de basalto do Projeto Lava da Syracuse University e realizou as mesmas medições detalhadas de sua refletividade.
Para obter medições de refletividade para lava derretida, a equipe se debruçou sobre estudos anteriores. Em seguida, eles calcularam o albedo para uma gama de configurações quentes da super-Terra, de lava puramente derretida a vidro puramente vulcânico, com uma gama de combinações entre os dois.
Como esperado, o albedo de um planeta cuja superfície consiste nesses materiais era muito baixo. O limite superior absoluto era um albedo de cerca de 0,1 – refletindo apenas 10% da luz da estrela hospedeira.
“Isso é bastante escuro em comparação com a Terra e não o suficiente para explicar o brilho dos planetas em que estávamos interessados”, disse Essack.
Mas isso significa que a equipe agora pode voltar sua atenção para outras possibilidades. Sabemos, por exemplo, que Vênus tem um albedo muito alto, refletindo cerca de 70% da luz do sol que a atinge, devido à sua atmosfera densa. As superterras quentes eram consideradas improváveis de terem atmosferas, mas talvez simplesmente não saibamos o suficiente sobre elas.
“Ainda temos muito que entender sobre esses planetas oceânicos de lava”, disse Essack.
“Pensávamos neles apenas como bolas de rocha brilhantes, mas esses planetas podem ter sistemas complexos de processos superficiais e atmosféricos que são bastante exóticos, e nada que já vimos antes.”
Os futuros candidatos à super-Terra quente identificados pelo telescópio de caça de exoplanetas TESS podem nos ajudar a entender melhor esses mundos estranhos e misteriosos.
Publicado em 09/08/2020 13h33
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