JWST ainda tem o olhar mais próximo de um Mini-Netuno Vaporoso e Misterioso

Prévia do material em texto

1/4
JWST ainda tem o olhar mais próximo de um Mini-Netuno
Vaporoso e Misterioso
Ilustração artística do "mini-Netuno" GJ 1214 b. (NASA/JPL-Caltech/R. Doação (IPAC)
Só porque não há mini-Netuno em nosso Sistema Solar não significa que eles não são comuns. Eles
parecem ser difundidos em toda a Via Láctea, e de acordo com a NASA, são o tipo de exoplaneta mais
comum. GJ 1214 b é uma delas.
Um dos objetivos científicos declarados do Telescópio Espacial James Webb é o estudo de exoplanetas.
Ele fez progressos nesta frente, incluindo o bem conhecido sistema TRAPPIST-1 que hospeda sete
mundos do tamanho da Terra. (Obrigado pelo zumbido, JWST.)
Embora os sonhos de encontrar planetas habitáveis e que suportam a vida dominem muito pensando
em exoplanetas, há mais a aprender do que se planetas individuais puderem suportar a vida.
Ainda temos uma carga de perguntas sobre como os planetas se formam, como suas atmosferas
evoluem e por que alguns tipos são tão comuns, mas ausentes em nosso Sistema Solar.
Mas com tantos exoplanetas implorando para serem estudados, os astrônomos que usam o JWST têm
que escolher seus alvos criteriosamente. Esse processo criterioso levou uma equipe de astrônomos a
GJ 1214 b (Gliese 1214 b.)
Eles observaram o mini-Netuno com o MIRI e o Possédio de Baixas Resoluções do JWST e publicaram
seus resultados em um artigo na Nature intitulado "Uma atmosfera reflexiva e rica em metal para GJ
1214b de sua curva de fase JWST". A autora principal é Eliza Kempton, pesquisadora da Universidade
de Maryland.
Gliese 1214 é uma estrela anã vermelha a cerca de 40 anos-luz de distância na constelação de
Ophiuchus. O Projeto MEarth encontrou GJ 1214 b, seu único planeta, com o método de trânsito em
2009.
https://www.universetoday.com/160716/finally-jwsts-data-on-the-first-trappist-1-planet-survey-says-it-sucks/
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06159-5
http://mearth_project/
2/4
Observações de acompanhamento com o Hubble sugeriram que era um mundo de água com uma
atmosfera espessa e fumegante. É cerca de oito vezes mais massivo que a Terra, e cerca de 2,75 raios
terrestres.
No artigo que apresenta sua descoberta, os autores escreveram: “Damos que a massa e o raio
planetários são consistentes com uma composição de água principalmente envolta por um envelope de
hidrogênio-hélio que é apenas 0,05% da massa do planeta. A atmosfera provavelmente está escapando
hidrodinamicamente, indicando que sofreu uma evolução significativa durante sua história.
Terra, o mini-NetJ 1214 b e o próprio Netuno. (Aldaron/Wikimedia Comons/CC BY-SA 3.0)
Foi o primeiro mini-Netuno encontrado que tem uma atmosfera, e apenas a segunda onde a massa e o
raio foram determinados. Mas qualquer detalhe adicional foi escondido pela espessa camada de neblina
ou nuvens do planeta. Considerando tudo isso, faz sentido que os astrônomos quisessem usar o JWST
para estudá-lo ainda mais.
“O planeta é totalmente coberto por algum tipo de névoa ou camada de nuvens”, disse o principal autor
Kempton. "A atmosfera permaneceu totalmente escondida de nós até esta observação."
Kempton e seus co-autores foram além de uma observação típica de exoplanetas.
Normalmente, os astrônomos treinam telescópios em um exoplaneta enquanto ele transita em frente à
sua estrela. A luz das estrelas passa pela atmosfera e a luz é analisada para detectar constituintes
químicos e outras características. Mas, neste caso, eles seguiram o planeta através de quase uma órbita
inteira.
O poderoso instrumento MIRI do JWST foi levado para o planeta enquanto orbitava sua estrela. Suas
observações criaram um mapa de calor do planeta que mostrava os lados do dia e da noite, iluminando
mais detalhes de sua atmosfera.
“A capacidade de obter uma órbita completa foi realmente fundamental para entender como o planeta
distribui o calor do lado do dia para o lado noturno”, disse Kempton.
“Há muito contraste entre dia e noite. O lado da noite é mais frio do que o lado do dia.”
https://www.nature.com/articles/nature08679
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8854174
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-takes-closest-look-yet-at-mysterious-planet
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-takes-closest-look-yet-at-mysterious-planet
3/4
As temperaturas mudaram de 279 para 165oC (535 para 326 graus F.)
Tal oscilação pronunciada na temperatura indica que moléculas pesadas estão presentes, como H 2 O e
CH 44. Se sua atmosfera fosse dominada pelo hidrogênio mais leve, isso sinalizaria uma formação e
evolução diferentes.
O amplo hidrogênio normalmente indica que um planeta é feito das mesmas coisas que a nebulosa solar
era, o que significa que é feita das mesmas coisas que sua estrela.
Mas a água e o metano podem ser pistas importantes para a evolução do planeta e seu potencial início
aquoso.
"Esta não é uma atmosfera primordial", disse ela. “Não reflete a composição da estrela hospedeira que
formou ao redor. Em vez disso, perdeu muito hidrogênio, se começou com uma atmosfera rica em
hidrogênio, ou foi formado a partir de elementos mais pesados para começar – mais material gelado e
rico em água.
Os planetas normalmente perdem hidrogênio de sua atmosfera porque é tão leve. A Terra perde cerca
de 90 toneladas de hidrogênio e hélio para o espaço a cada dia.
Na verdade, mini-Netunos às vezes são pensados como planetas perdidos que começaram como
versões menores mais densas de Netuno que perderam enormes quantidades de hidrogênio e hélio
para trazê-los para os tamanhos atuais. Isso aconteceu com o GJ 1214b?
“Na última década, a única coisa que realmente sabíamos sobre este planeta era que a atmosfera era
turva ou nebulosa”, disse Rob Zellem, pesquisador de exoplanetas que trabalha com a co-autora e
pesquisadora de exoplanetas Tiffany Kataria no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da
Califórnia.
“Este artigo tem implicações muito frias para interpretações climáticas detalhadas adicionais – para olhar
para a física detalhada que acontece dentro da atmosfera deste planeta”.
De acordo com os autores, uma conclusão é que GJ 1214b se formou mais longe de sua estrela do que
agora. Então algo aconteceu para enviá-lo para dentro, mais perto da anã vermelha que orbita. Quanto
mais perto ele se aproximava, mais de sua atmosfera era arborrada.
Os autores escrevem que é difícil discernir exatamente quais outros componentes químicos esse planeta
podem ter, mas que o cianeto de hidrogênio, um subproduto do metano, poderia estar presente.
“Há alguma evidência de absorção adicional no lado noturno de uma combinação de CH4 e HCN.
Curiosamente, prevê-se que o HCN se forme como um subproduto da fotólise do CH4, o último processo
é necessário para catalisar a formação de névoa de hidrocarbonetos.
Alguns dos dados sugerem que GJ 1214b tem uma névoa de hidrocarbonetos, mas não é conclusivo.
Os autores dizem que suas descobertas descartam uma atmosfera inalterada. “Em vez disso, nossas
observações são consistentes com uma atmosfera rica em hidrogênio, mas aprimorada pela
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-takes-closest-look-yet-at-mysterious-planet
https://www.snf.ch/en/2QLt6mvuU4hZj1yx/news/leaking-atmospheres-seal-the-fate-of-planets
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-takes-closest-look-yet-at-mysterious-planet
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06159-5
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06159-5
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06159-5
4/4
metalicidade. Isso está de acordo com as previsões de que os subNetunos retêm atmosferas primordiais
compostas de gases nebulares”, mas a atmosfera é então reconfigurada através da perda de massa.
Outra possibilidade é que é um mundo da água, e que seu alto teor de água resultou da formação do
planeta além da linha de gelo de água, ou que incorporou material daquela região.
“A explicação mais simples, se você encontrar um planeta muito rico em água, é que ele se formou mais
longe da estrela hospedeira”, disse Kempton.
Como é frequentemente o caso quando se trata de exoplanetas,o primeiro olhar detalhado para um tipo
pode começar a levar os astrônomos a conclusões, mas com apenas um ponto de dados, quaisquer
conclusões são preliminares. Felizmente, os mini-Netunos são abundantes e o JWST está nos primeiros
anos de sua missão.
“Ao observar toda uma população de objetos como este, espero que possamos construir uma história
consistente”, disse Kempton.
Este artigo foi originalmente publicado pela Universe Today. Leia o artigo original.
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-takes-closest-look-yet-at-mysterious-planet
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-takes-closest-look-yet-at-mysterious-planet
https://www.universetoday.com/
https://www.universetoday.com/161325/jwst-looks-at-the-atmosphere-of-a-stormy-steamy-mini-neptune/