Lá no espaço existe um nome incomum de exoplaneta Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) É um mundo estranho, como um híbrido entre a Terra e Netuno. Tem um núcleo rochoso como a Terra, mas é cercado por uma atmosfera feita de hidrogênio e hélio. Essa combinação é diferente de tudo em nosso próprio sistema solar.
O planeta orbita uma estrela anã vermelha chamada Gliese 3470, na constelação de Câncer. GJ 3470 b tem cerca de 12,6 massas terrestres, o que significa que está aproximadamente na metade do caminho entre a Terra e Netuno em massa. (Netuno tem cerca de 17 massas terrestres.)
Graças à missão Kepler, sabemos que existem muitos exoplanetas nessa faixa de massa. É possível que até 80% dos planetas caiam nessa faixa, embora futuras missões exoplanetas sem dúvida esclareçam isso. Até agora, os astrônomos não tinham visto bem a atmosfera de um desses planetas e, portanto, sua formação é um pouco misteriosa.
Os telescópios espaciais Hubble e Spitzer se uniram para examinar de perto a atmosfera da GJ 3470 b, e é a primeira vez que os astrônomos conseguem identificar a impressão digital química da atmosfera de um planeta como este. O que eles descobriram é que o planeta possui uma atmosfera primordial, quase intocada, de hidrogênio e hélio, sem a presença de elementos mais pesados.
E isso apresenta um pouco de mistério.
"Não temos nada parecido com isso no sistema solar, e é isso que o torna impressionante".
Björn Benneke, da Universidade de Montreal, no Canadá
Meia estrela, meio planeta?
A GJ 3470 b, com sua atmosfera de hidrogênio e hélio, é mais como uma estrela do que como um planeta em alguns aspectos. Nosso próprio Sol é 73% de hidrogênio, e o resto é quase todo hélio. Apenas uma pequena porção do Sol é composta por elementos mais pesados, como oxigênio, néon, ferro e carbono. Os gigantes gasosos Júpiter e Saturno são principalmente hidrogênio e hélio, mas também contêm outros compostos como metano e amônia, além de elementos mais pesados. Esses compostos estão quase ausentes em GJ 3470 b.
“Esta é uma grande descoberta da perspectiva da formação do planeta. O planeta orbita muito perto da estrela e é muito menos massivo que Júpiter - 318 vezes a massa da Terra -, mas conseguiu acumular a atmosfera primordial de hidrogênio / hélio que é praticamente 'não poluída' por elementos mais pesados ”, disse Björn Benneke, da Universidade de Montreal, no Canadá, em um comunicado de imprensa da NASA. "Não temos nada parecido com isso no sistema solar, e é isso que o torna impressionante".
Os astrônomos por trás deste trabalho combinaram as capacidades de comprimento de onda múltiplo dos dois telescópios espaciais para dar uma boa olhada na atmosfera do GJ 3470 b. Eles fizeram isso medindo a absorção da luz das estrelas enquanto o exoplaneta transitava na frente de sua estrela hospedeira. Eles também mediram a perda de luz refletida quando o exoplaneta passou atrás da estrela. No total, o par de telescópios espaciais observou 12 trânsitos e 20 eclipses.
Os astrônomos usam espectroscopia para identificar as impressões digitais químicas de hidrogênio e hélio na atmosfera, e a natureza da atmosfera do planeta tornou tudo isso possível. É principalmente claro com muito pouca neblina, o que significa que eles foram capazes de olhar profundamente na atmosfera. "Pela primeira vez, temos uma assinatura espectroscópica de um mundo assim", disse Benneke.
Mas essa espectroscopia revelou algo inesperado. Os astrônomos pensaram que encontrariam uma composição química semelhante ao planeta Netuno, com elementos mais pesados como oxigênio e carbono. Mas eles encontraram uma atmosfera que lembrava o sol.
“... encontramos uma atmosfera tão pobre em elementos pesados que sua composição se assemelha à composição do sol, rica em hidrogênio / hélio.”
BJÖRN BENNEKE DA UNIVERSIDADE DE MONTREAL NO CANADÁ
"Esperávamos uma atmosfera fortemente enriquecida em elementos mais pesados, como oxigênio e carbono, que estão formando vapor de água abundante e gás metano, semelhante ao que vemos em Netuno", disse Benneke. "Em vez disso, encontramos uma atmosfera que é tão pobre em elementos pesados que sua composição se assemelha à composição do Sol, rica em hidrogênio / hélio."
Juntando-o
Agora que os astrônomos conseguiram um bom controle da atmosfera do exoplaneta, graças ao poder combinado dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer, eles podem começar a entender como esse planeta excêntrico pode ter se formado.
O GJ 3470 b está em nítido contraste com outros exoplanetas. Os astrônomos pensam que outros exoplanetas, por exemplo, Júpiteres Quentes, se formam a uma grande distância do Sol e depois migram para dentro. Mas os astrônomos pensam que este exoplaneta se formou muito perto de sua estrela anã vermelha, perto de onde está posicionado hoje.
Provavelmente se formou como um minúsculo objeto rochoso, enredado no centro do disco protoplanetário, na mesma época em que a estrela se formou. Ele teria reunido, ou acumulado, sua atmosfera com o mesmo material primordial no disco do qual a estrela se formou. E isso explicaria sua atmosfera de hidrogênio / hélio e a falta de elementos mais pesados.
"Esta é uma grande descoberta da perspectiva da formação do planeta".
BJÖRN BENNEKE DA UNIVERSIDADE DE MONTREAL NO CANADÁ
"Estamos vendo um objeto que foi capaz de acumular hidrogênio a partir do disco protoplanetário, mas não fugiu para se tornar um Júpiter quente", disse Benneke. "Este é um regime intrigante."
O que pode ter acontecido é que ele ainda estava acumulando matéria do disco, mas a estrela cresceu mais rapidamente e o disco se dissipou. Isso impediu o GJ 3470 b de crescer e se tornar mais como os gigantes de gás em nosso Sistema Solar, com elementos mais pesados em suas atmosferas.
Por enquanto, é aqui que está nosso entendimento deste intrigante e estranho exoplaneta. Porém, quando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) estiver em funcionamento, ele nos dirá mais.
O JWST é um poderoso telescópio espacial que pode ver o infravermelho com uma sensibilidade sem precedentes. Ele será capaz de sondar a atmosfera da GJ 3470 b e de outros exoplanetas e revelar coisas ainda não vistas. Em particular, ele observará em comprimentos de onda que tornam a névoa ofuscante quase transparente.
Então, nossa compreensão de todos os exoplanetas, não apenas deste, crescerá aos trancos e barrancos.
Fontes:
- Comunicado de imprensa: Atmosfera do planeta de médio porte revelada por Hubble, Spitzer
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Telescópio Espacial Spitzer
