Ao estudar uma classe única de exoplanetas ultra-quentes, os astrônomos do Telescópio Espacial Hubble da NASA podem estar com vontade de dançar a música da festa Calypso “Hot, Hot, Hot”.
Isso porque esses mundos inchados do tamanho de Júpiter estão tão precariamente próximos de sua estrela-mãe que estão sendo queimados em temperaturas acima de 3.000 graus Fahrenheit. Isso é quente o suficiente para vaporizar a maioria dos metais, incluindo o titânio. Eles têm as atmosferas planetárias mais quentes já vistas.
Em dois novos artigos, equipes de astrônomos do Hubble estão relatando condições climáticas bizarras nesses mundos escaldantes. Está chovendo rocha vaporizada em um planeta, e outro tem sua atmosfera superior ficando mais quente em vez de mais fria porque está sendo “queimada pelo sol” pela intensa radiação ultravioleta (UV) de sua estrela.
Esta pesquisa vai além de simplesmente encontrar atmosferas de planetas estranhas e peculiares. Estudar o clima extremo dá aos astrônomos melhores insights sobre a diversidade, complexidade e química exótica que ocorrem em mundos distantes em toda a nossa galáxia.
“Ainda não temos uma boa compreensão do clima em diferentes ambientes planetários”, disse David Sing, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, Maryland, coautor de dois estudos relatados. “Quando você olha para a Terra, todas as nossas previsões meteorológicas ainda estão bem ajustadas ao que podemos medir. Mas quando você vai para um exoplaneta distante, você tem poderes preditivos limitados porque não construiu uma teoria geral sobre como tudo em uma atmosfera vai junto e responde a condições extremas. Mesmo que você conheça a química e a física básicas, você não sabe como ela vai se manifestar de maneiras complexas.”
Em um artigo publicado na revista Nature de 7 de abril, os astrônomos descrevem as observações do Hubble de WASP-178b, localizado a cerca de 1.300 anos-luz de distância. No lado diurno, a atmosfera não tem nuvens e é enriquecida em gás monóxido de silício. Como um lado do planeta está permanentemente voltado para sua estrela, a atmosfera tórrida gira para o lado noturno em velocidades de super-furacão superiores a 3.200 quilômetros por hora. No lado escuro, o monóxido de silício pode esfriar o suficiente para se condensar em rocha que chove das nuvens, mas mesmo ao amanhecer e ao anoitecer, o planeta é quente o suficiente para vaporizar rocha. “Sabíamos que tínhamos visto algo realmente interessante com esse recurso de monóxido de silício”, disse Josh Lothringer, da Utah Valley University, em Orem, Utah.
Em um artigo publicado na edição de 24 de janeiro do Astrophysical Journal Letters, Guangwei Fu, da Universidade de Maryland, College Park, relatou um Júpiter super quente, KELT-20b, localizado a cerca de 400 anos-luz de distância. Neste planeta, uma explosão de luz ultravioleta de sua estrela-mãe está criando uma camada térmica na atmosfera, muito parecida com a estratosfera da Terra. “Até agora, nunca sabíamos como a estrela hospedeira afetava diretamente a atmosfera de um planeta. Houve muitas teorias, mas agora temos os primeiros dados observacionais”, disse Fu.
Em comparação, na Terra, o ozônio na atmosfera absorve a luz UV e aumenta as temperaturas em uma camada entre 7 a 31 milhas acima da superfície da Terra. Em KELT-20b, a radiação UV da estrela está aquecendo metais na atmosfera, o que cria uma camada de inversão térmica muito forte.
As evidências vieram da detecção de água pelo Hubble em observações no infravermelho próximo e da detecção de monóxido de carbono pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Eles irradiam através da atmosfera superior quente e transparente que é produzida pela camada de inversão. Essa assinatura é única em relação ao que os astrônomos veem nas atmosferas de Júpiter quente orbitando estrelas mais frias, como o nosso Sol. “O espectro de emissão do KELT-20b é bem diferente de outros Júpiteres quentes”, disse Fu. “Esta é uma evidência convincente de que os planetas não vivem isolados, mas são afetados por sua estrela hospedeira”.
Embora os Júpiteres super quentes sejam inabitáveis, esse tipo de pesquisa ajuda a abrir caminho para uma melhor compreensão das atmosferas de planetas terrestres potencialmente habitáveis. “Se não conseguirmos descobrir o que está acontecendo em Júpiteres superquentes, onde temos dados observacionais sólidos e confiáveis, não teremos a chance de descobrir o que está acontecendo em espectros mais fracos observando exoplanetas terrestres”, disse Lothringer. “Este é um teste de nossas técnicas que nos permite construir uma compreensão geral das propriedades físicas, como formação de nuvens e estrutura atmosférica.”
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Association of Universities for Research in Astronomy, em Washington, D.C.
Publicado em 10/04/2022 22h22
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