Este planeta misterioso pode estar se transformando em um mundo da água

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Este planeta misterioso pode estar se transformando em um
mundo da água
Impressão artística de um exoplaneta evaporador. (ESA/Hubble, NASA, M. O Kornmesser (em inglês)
Um misterioso exoplaneta a apenas 138 anos-luz da Terra poderia estar em processo de transformação.
Uma análise de um exoplaneta chamado HD-207496b revela que o mundo, a 6,1 e 2,25 vezes a massa
e o raio da Terra, respectivamente, tem uma atmosfera gasosa, um oceano global ou uma mistura de
ambos – e pode estar encolhendo para se tornar uma super-Terra.
Isso poderia ajudar os astrônomos a resolver um mistério nas detecções de exoplanetas, uma lacuna
entre as massas de planetas rochosos maiores que a Terra e planetas gasosos menores do que Netuno.
Mas vai dar uma olhada mais de perto no enigmático exoplaneta para caracterizar a sua atmosfera.
É uma galáxia diversificada lá fora, com muitos exoplanetas muito diferentes. Os astrônomos
descobriram e confirmaram cerca de 5.300 mundos fora do Sistema Solar no momento da redação deste
artigo, com quase o dobro de candidatos não confirmados.
Com esta informação, os cientistas podem realizar análises estatísticas para descobrir tendências em
sistemas planetários. E uma coisa interessante que aprendemos é que há uma escassez gritante de
exoplanetas entre 1,5 e 2 vezes a massa da Terra com órbitas mais curtas do que cerca de 100 dias.
Isso é conhecido como o vale do pequeno planeta. Abaixo, geralmente encontramos mundos rochosos
como a Terra, Vênus e Marte; nós os chamamos de super-Terras.
Acima dele, encontramos mundos com atmosferas espessas, como Netunos em miniatura, e os
chamamos de mini-Netunos.
As razões para o vale não são totalmente claras, mas um crescente corpo de evidências está
começando a sugerir que a proximidade com a estrela hospedeira tem algo a ver com isso. É possível
https://esahubble.org/images/heic1809a/
https://exoplanets.nasa.gov/discovery/exoplanet-catalog/
https://www.sciencealert.com/venus
https://www.sciencealert.com/mars
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que abaixo de um certo limiar crítico, um exoplaneta simplesmente não tenha massa suficiente para
manter um controle gravitacional sobre sua atmosfera (o gás é evaporado pela radiação da estrela).
Detectamos alguns mundos que contêm pistas sobre esse processo, e os cientistas estão procurando
mais, usando o High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) no telescópio de 3,6 metros do
Observatório Europeu do Sul no Observatório La Silla, no Chile, seguindo os candidatos identificados
pelo telescópio de caça a exoplanetas da NASA.
Foi isto que levou à HD-20766 uma equipa internacional liderada pela astrofísica Susana Barros, da
Universidade do Porto, em Portugal.
O TESS procura exoplanetas olhando para um pedaço do céu, seus instrumentos sensíveis sintonizados
com as quedas muito fracas na luz das estrelas que poderiam ser evidências de um exoplaneta em
órbita passando, ou em trânsito, entre nós e a estrela.
Se estes trânsitos ocorrerem com regularidade, os astrónomos podem facilmente inferir a presença de
um corpo em órbita e determinar o seu período.
Se o brilho da estrela for conhecido, a profundidade do trânsito mergulha – quanto a luz estelar está
bloqueada – permite aos astrônomos calcular o raio do corpo em órbita.
O HARPS detecta outra métrica. Como um exoplaneta orbita com uma estrela, exerce uma atração
gravitacional própria. O exoplaneta não orbita tecnicamente a estrela; em vez disso, os dois corpos
orbitam um centro de massa mútuo, conhecido como o baricentro. Como as estrelas são muito mais
massivas do que seus mundos, elas não se movem muito, em vez disso, apenas se mexendo no local
minuciosamente.
Isso é o que o HARPS pode medir. Enquanto a estrela se mexe em direção e para longe de nós, o
comprimento de onda de sua luz muda, comprimindo quando a estrela se aproxima e se estende
enquanto a estrela se afasta. O quanto a estrela se move depende da massa do exoplaneta, para que os
astrônomos também possam calcular isso.
Uma vez que você sabe a massa e o raio de um exoplaneta, você pode colocá-los juntos para calcular
sua densidade. É aqui que fica realmente interessante, porque a densidade pode ser usada para inferir
do que o exoplaneta é feito.
Quando o TESS captou um exoplaneta perto do vale do raio, com um raio 2,25 vezes maior do que a da
Terra e uma órbita de 6,44 dias com uma estrela anã laranja chamada HD-207496, eles foram para o
HARPS para uma visão mais próxima. Os dados do HARPS revelaram que o HD-207496b tem uma
massa de cerca de 6,1 vezes a da Terra.
Isso significa que a densidade do exoplaneta é de cerca de 3,27 gramas por centímetro cúbico. Isso é
consideravelmente menos denso do que os 5,51 gramas da Terra por centímetro cúbico e implica que a
composição de HD-207496b não é totalmente rochosa. Assim, os pesquisadores realizaram modelagem
para ver do que o mundo é feito.
“Destamos que o HD-207496b tem uma densidade menor que a Terra e, portanto, esperamos que tenha
uma quantidade significativa de água e / ou gás em sua composição”, escrevem os pesquisadores em
https://www.sciencealert.com/incredible-shrinking-planets-could-be-a-missing-link-between-worlds
https://www.sciencealert.com/colossal-exoplanet-is-one-of-the-most-massive-super-earths-ever-discovered
https://www.sciencealert.com/there-s-a-weird-gap-in-the-sizes-of-exoplanets-and-it-could-be-because-they-re-shrinking
https://spaceplace.nasa.gov/barycenter/en/
https://arxiv.org/abs/2303.03775
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seu artigo. “A partir da modelagem da estrutura interna do planeta, concluímos que o planeta tem um
envelope rico em água, um envelope rico em gás ou uma mistura de ambos.”
A modelagem de evaporação revela que, se o exoplaneta tiver uma atmosfera rica em gás de hidrogênio
e hélio, esse estado é temporário: a estrela retirará o exoplaneta completamente dentro de 520 milhões
de anos. Também é possível que a atmosfera já tenha desaparecido, e HD-207496b já é um mundo
oceânico nu.
“Em geral”, escrevem os pesquisadores, “esperamos que o planeta tenha água e um envelope H/Ele e
entre ambos os modelos”.
A estrela, HD-207496, é relativamente jovem, com cerca de 520 milhões de anos. Isso significa que
representa uma rara oportunidade de estudar os jovens de um desses exoplanetas antes da
transformação para uma super-Terra nua, se isso estiver de fato reservado para HD-207496b.
Estudos de acompanhamento para caracterizar a atmosfera, se houver, devem revelar a verdadeira
natureza – e o destino final – deste mundo misterioso.
A pesquisa foi aceita em Astronomia e Astrofísica e está disponível no arXiv.
https://arxiv.org/abs/2303.03775
https://arxiv.org/abs/2303.03775
https://arxiv.org/abs/2303.03775