28 de março de 2019

Nós só temos a observação direta mais detalhada de um exoplaneta ainda, e é brutal

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 .


Expandindo referencias:

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Videos