Impressão artística de HR 8799e. (ESO / L. Calçada)
Temperaturas escaldantes de 880 graus Celsius. Nuvens tempestuosas de ferro e poeira que envolvem todo o planeta em uma tempestade global. Tais são as condições da HR 8799e, um exoplaneta a 129 anos-luz de distância - e a primeira a ser estudada diretamente usando uma técnica chamada interferometria óptica.
É graças à aplicação desta técnica que temos uma análise tão detalhada do planeta. Obviamente, não existem formas de vida que sabemos que poderiam chamar o planeta hostil de lar - mas o HR 8799e demonstra a viabilidade de usar a interferometria óptica para procurar mundos habitáveis.
Imaginar exoplanetas diretamente é um grande feito para começar. Dos 3.926 exoplanetas confirmados até o momento, apenas alguns foram registrados diretamente. Isso é porque eles estão muito distantes, e muitas vezes muito escuros para serem vistos ao lado da luz de sua estrela.
O Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, no Chile, é um dos telescópios que captou imagens tão diretas - mas essas imagens são muito difusas para fornecer muitos detalhes sobre as condições dos exoplanetas.
Agora os dados de interferometria óptica do instrumento GRAVITY no VLT forneceram 10 vezes a resolução das observações anteriores, permitindo uma análise muito mais detalhada do espectro do planeta - o que revela sua composição química.
A técnica usa múltiplos instrumentos para sobrepor sinais (geralmente ondas eletromagnéticas, como luz ótica ou infravermelha, ou ondas de rádio), amplificando a resolução. O Australian Square Kilometre Array Pathfinder é um interferômetro de rádio , por exemplo.
O GRAVITY combina as capacidades dos Quatro Telescópios de Unidade de oito metros do VLT para funcionar como um único telescópio gigante. O resultado é o equivalente a um único telescópio óptico com um espelho de cerca de 100 metros (328 pés) de diâmetro.
Com esta amplificação inspiradora, os astrônomos alcançaram observações sem precedentes do HR 8799e.
O exoplaneta é o mundo mais interno de um sistema de quatro planetas que orbita a jovem estrela HR 8799 . Foi descoberto em 2010 através de imagens diretas usando o Observatório WM Keck.
Com base em observações anteriores, a HR 8799e é bastante volumosa - entre cinco e 10 vezes a massa de Júpiter. Ele orbita sua estrela em cerca de 14,5 unidades astronômicas (AU) - em comparação com o Sistema Solar, que seria a meio caminho entre as órbitas de Saturno e Urano.
Também sabemos que é um planeta realmente jovem, com apenas 30 milhões de anos (compare isso com os veneráveis 4,5 bilhões de anos da Terra).
Assim, além de demonstrar as capacidades da interferometria óptica para analisar os espectros planetários, a HR 8799e talvez possa lançar alguma luz sobre o início da vida dos planetas e sistemas planetários.
Usando espectroscopia, que identifica as assinaturas luminosas de elementos químicos, a equipe determinou que o planeta está coberto de nuvens contendo ferro e silicatos (os minerais que compõem as rochas). Devido a isso, a HR 8799e está sendo superaquecida por um efeito estufa.
Mas houve uma surpresa na atmosfera do planeta.
"Nossa análise mostrou que a HR 8799e tem uma atmosfera contendo muito mais monóxido de carbono do que o metano - algo não esperado da química de equilíbrio", disse o astrônomo Sylvestre Lacour do Observatório de Paris - PSL e do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.
"Podemos explicar melhor este resultado surpreendente com ventos verticais altos dentro da atmosfera, evitando que o monóxido de carbono reaja com o hidrogênio para formar metano".
A combinação de uma atmosfera de monóxido de carbono e nuvens de ferro e silicato produz uma turbulência colossal - uma tempestade de choro que envolve todo o planeta, que está brilhando por dentro.
"Nossas observações sugerem uma bola de gás iluminada do interior, com raios de luz quente rodopiando através de nuvens tempestuosas de nuvens escuras", disse Lacour .
"A convecção se move ao redor das nuvens de silicato e partículas de ferro, que se desagregam e chovem para o interior. Isso cria uma imagem de uma atmosfera dinâmica de um exoplaneta gigante no nascimento, passando por processos físicos e químicos complexos".
Golly, isso não parece empolgante?
A equipe está planejando observações de acompanhamento a longo prazo com GRAVITY para tentar rastrear com ainda maior precisão a órbita do exoplaneta, revelando os efeitos gravitacionais que a estrela e o planeta têm um sobre o outro, juntamente com o resto do sistema.
Isso, por sua vez, permitirá que eles calculem com precisão sem precedentes as massas de HR 8799 e todos os seus planetas. Que hora incrível de estar vivo!
A pesquisa foi publicada na Astronomy & Astrophysics .
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