Telescópio Hubble detecta água ao redor de exoplaneta minúsculo quente e fumegante em “descoberta emocionante”

Astronomia Busca pela vida Ciência

“A água em um planeta tão pequeno é uma descoberta histórica. Está mais perto do que nunca de caracterizar mundos verdadeiramente parecidos com a Terra.”

Usando o Telescópio Espacial Hubble, astrônomos descobriram que a atmosfera de um planeta relativamente pequeno fora do sistema solar é rica em vapor de água. No entanto, ainda não planeje férias para este destino. A superfície do planeta é quente o suficiente para derreter chumbo, o que significa que é um mundo fumegante e inóspito para a vida como a conhecemos.

Mais especificamente, a equipe por trás dessa descoberta diz que o planeta extra-solar, ou exoplaneta, chamado GJ 9872d exibe temperaturas semelhantes às de Vênus de 752 graus Fahrenheit (400 graus Celsius). Mas isso não torna essa descoberta menos empolgante.

Embora os cientistas já tenham encontrado vapor de água nas atmosferas de muitos planetas extra-solares antes, as observações do Telescópio Hubble e deste mundo quente e vaporoso, designado GJ 9827d, representam o menor exoplaneta em torno do qual este elemento vital para a vida foi encontrado até agora.

“A descoberta de água no GJ 9827d é empolgante porque é o menor planeta até agora onde detectamos uma atmosfera”, disse Laura Kreidberg, membro da equipe e diretora do departamento de Física Atmosférica de Exoplanetas do Instituto Max Planck de Astronomia. “Isso se aproxima mais do que nunca de caracterizar mundos verdadeiramente parecidos com a Terra.”

GJ 9827d tem cerca de duas vezes a largura da Terra e orbita uma estrela chamada GJ 987, que está localizada a cerca de 97 anos-luz de distância de nós em direção à constelação de Peixes. O planeta é apenas um dos três mundos semelhantes à Terra que orbitam esta estrela, que parece ter cerca de 6 bilhões de anos.

“Esta seria a primeira vez que podemos mostrar diretamente, por meio da detecção atmosférica, que esses planetas com atmosferas ricas em água podem realmente existir ao redor de outras estrelas”, disse Björn Benneke, membro da equipe e cientista do Instituto Trottier de Pesquisa em Exoplanetas da Universidade de Montreal, em um comunicado. “Este é um passo importante para determinar a prevalência e a diversidade de atmosferas em planetas rochosos.”

Uma grande questão permanece, no entanto: que tipo de planeta é GJ 9872d?

“A natureza desses pequenos planetas, entre duas e três vezes o tamanho da Terra, é realmente incerta”, disse Kreidberg. “Eles podem ser verdadeiras superterras, com um grande núcleo rochoso e uma atmosfera leve no topo, ou podem ser algo completamente diferente, como um mundo aquático feito predominantemente de gelo de água que não tem análogo em nosso próprio sistema solar.”

Mundo da água ou mini-Netuno rico em hidrogênio?

O Hubble observou o GJ 9827d por três anos e viu o mundo cruzar a face de sua estrela, ou “transitá-la”, 11 vezes. Como elementos e compostos químicos absorvem luz em comprimentos de onda característicos, quando a luz de uma estrela-mãe passa pela atmosfera de um planeta, ela carrega impressões digitais dos elementos que compõem o próprio planeta.

Atualmente, os astrônomos por trás dessa descoberta não têm certeza se o Hubble detectou uma pequena quantidade de água em uma atmosfera inchada e rica em hidrogênio quando examinou o GJ 9872d – ou, se a atmosfera do planeta é predominantemente feita de água.

“Qualquer resultado seria empolgante, se o vapor de água é dominante ou apenas uma espécie minúscula em uma atmosfera dominante de hidrogênio”, disse Pierre-Alexis Roy, autor principal da pesquisa e cientista do Instituto Trottier de Pesquisa em Exoplanetas da Universidade de Montreal, no comunicado.

Se o GJ 9872d passou sua vida útil de 6 bilhões de anos perto de sua estrela-mãe, a radiação intensa deveria ter fervido qualquer hidrogênio primordial presente, deixando o minúsculo planeta com uma atmosfera dominada por vapor de água. Isso parece ser apoiado pelo fato de que as tentativas de detectar hidrogênio em torno do GJ 9872d falharam até agora.

Alternativamente, se o GJ 9872d ainda estiver agarrado a um envelope rico em hidrogênio repleto de água, ele seria classificado como um mini-Netuno, um tipo de planeta menos massivo que Netuno, mas que ainda se assemelha ao gigante de gelo do sistema solar por possuir uma espessa atmosfera de hidrogênio e hélio.

Por outro lado, o exoplaneta pode se assemelhar a uma versão maior e mais quente da lua Europa, de Júpiter, que se acredita hospedar duas vezes mais água do que a Terra selada sob uma espessa crosta gelada. “O planeta GJ 9827d poderia ser metade água, metade rocha. E haveria muito vapor de água em cima de algum corpo rochoso menor”, disse Benneke.

Caso o GJ 9827d ainda possua uma espessa atmosfera de vapor de água, isso implicaria que ele nasceu mais longe de sua estrela – onde as temperaturas seriam mais baixas – antes de migrar para a posição que vemos hoje.

Essa migração teria resultado no exoplaneta sendo explodido com mais radiação de sua estrela hospedeira, transformando o gelo potencial no GJ 9827d em água líquida e vapor de água. Qualquer hidrogênio presente teria sido aquecido, eventualmente começando a vazar da atmosfera do planeta devido à gravidade relativamente baixa do mundo; Esse vazamento ainda pode estar ocorrendo enquanto os astrônomos observam o exoplaneta hoje.

“Até agora, não tínhamos sido capazes de detectar a atmosfera de um planeta tão pequeno diretamente. E estamos entrando lentamente neste regime agora”, acrescentou Benneke. “Em algum momento, à medida que estudamos planetas menores, deve haver uma transição em que não haja mais hidrogênio nesses pequenos mundos, e eles tenham atmosferas mais parecidas com Vênus, que é dominada por dióxido de carbono.”

O estudo de GJ 9827d com o Hubble marcou o planeta como um alvo principal para uma investigação de acompanhamento conduzida com o Telescópio Espacial James Webb (JWST). Este trabalho já está em andamento, com o telescópio de 10 mil milhões de dólares capaz de fornecer mais detalhes sobre este potencial mundo aquático.

“GJ 9827d está sendo observado com o JWST para aprender mais sobre sua composição atmosférica e procurar moléculas adicionais como o dióxido de carbono”, concluiu Kreidberg. “As observações estão em andamento e teremos mais respostas em breve!

“Espero que agora possamos resolver a questão dos mundos aquáticos de uma vez por todas.”

A pesquisa da equipe foi publicada no ano passado no The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Space.com

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