Impressão artística do exoplaneta LTT 9779b e sua estrela. (Ethen Schmidt, Kansas University)
A descoberta do extraordinário exoplaneta LTT 9779b foi anunciada pela primeira vez há um mês . A apenas 260 anos-luz de distância, o planeta foi imediatamente apontado como um excelente candidato para o estudo complementar de sua curiosa atmosfera. Mas descobrimos que nem mesmo tivemos que esperar muito para aprender mais.
LTT 9779b é um pouco maior que Netuno, orbitando uma estrela semelhante ao Sol - bastante normal até agora. Mas duas coisas são realmente peculiares. Está tão perto de sua estrela que o planeta orbita uma vez a cada 19 horas; e, apesar do calor escaldante a que deve ser submetido naquela proximidade, o LTT 9779b ainda tem uma atmosfera substancial.
As observações infravermelhas coletadas pelo agora aposentado Telescópio Espacial Spitzer incluíram a estrela hospedeira do planeta, e os astrônomos já analisaram esses dados, publicando seus resultados em alguns estudos.
No primeiro artigo , uma equipe liderada pelo astrônomo Ian Crossfield, da Universidade de Kansas, descreveu o perfil de temperatura do LTT 9779b.
No segundo artigo , uma equipe liderada pela astrônoma Diana Dragomir, da Universidade do Novo México, caracterizou a atmosfera do exoplaneta.
"Pela primeira vez, medimos a luz proveniente deste planeta que não deveria existir", disse Crossfield .
"Este planeta é tão intensamente irradiado por sua estrela que sua temperatura é superior a 3.000 graus Fahrenheit [1.650 graus Celsius] e sua atmosfera poderia ter evaporado completamente. No entanto, nossas observações do Spitzer nos mostram sua atmosfera através da luz infravermelha que o planeta emite."
Uma curva de fase de exoplaneta. ( ESA )
Ele e sua equipe estudaram a curva de fase do exoplaneta na luz infravermelha. Isso significa o seguinte: como a energia térmica é emitida como radiação infravermelha, a luz neste comprimento de onda pode nos dizer a temperatura de objetos cósmicos a muitos anos-luz de distância.
O sistema é orientado de tal forma que o planeta passa entre nós e a estrela, dando-nos uma visão geral clara dos lados noturno e diurno do planeta. Assim, para calcular a temperatura do exoplaneta, os astrônomos podem usar a mudança de luz do sistema geral como órbitas LTT 9779b.
Curiosamente, a hora mais quente do dia para o LTT 9779b é quase o estrondo do meio-dia, quando o sol está diretamente acima. Na Terra, a hora mais quente do dia é, na verdade, algumas horas depois do meio-dia, porque o calor entra na atmosfera da Terra mais rápido do que é irradiado de volta para o espaço.
Por sua vez, isso permite algumas suposições fundamentadas sobre a atmosfera do LTT 9779b.
"O planeta está muito mais frio do que esperávamos, o que sugere que está refletindo muito da luz estelar incidente que o atinge, provavelmente devido às nuvens diurnas", disse o astrônomo Nicolas Cowan, do Instituto de Pesquisa de Exoplanetas (iREx) e da Universidade McGill no Canadá.
"O planeta também não transporta muito calor para o lado noturno, mas achamos que entendemos que: a luz das estrelas que é absorvida é provavelmente absorvida no alto da atmosfera, de onde a energia é rapidamente irradiada de volta ao espaço."
Para investigar melhor a atmosfera do LTT 9779b, Dragomir e seus colegas se concentraram em eclipses secundários, quando o planeta passa atrás da estrela. Isso resulta em um escurecimento mais fraco da luz do sistema do que quando o planeta passa na frente da estrela - conhecido como trânsito -, mas esse escurecimento mais fraco pode nos ajudar a entender a estrutura térmica da atmosfera de um exoplaneta.
"Hot Neptunes são raros, e um em um ambiente tão extremo como este é difícil de explicar porque sua massa não é grande o suficiente para manter a atmosfera por muito tempo", disse Dragomir .
"Então, como conseguiu? O LTT 9779b nos fez coçar a cabeça, mas o fato de ter uma atmosfera nos dá uma forma rara de investigar esse tipo de planeta, então decidimos investigá-lo com outro telescópio."
Os pesquisadores combinaram dados do eclipse secundário do Spitzer com dados do telescópio espacial de caça a exoplanetas da NASA, TESS. Isso permitiu que eles obtivessem um espectro de emissão da atmosfera do LTT 9779b; isto é, os comprimentos de onda da luz absorvida e amplificada por elementos nela. Eles descobriram que alguns comprimentos de onda estavam sendo absorvidos por moléculas - provavelmente monóxido de carbono.
Isso não é inesperado para um planeta tão quente. O monóxido de carbono foi detectado em Júpiteres quentes - gigantes gasosos que também orbitam suas estrelas em uma proximidade escaldante. Mas os gigantes gasosos são mais massivos do que o quente Netuno e usam sua gravidade muito mais alta para reter sua atmosfera. Achava-se que planetas do tamanho de Netuno não deveriam ter massa suficiente para isso.
Encontrar monóxido de carbono na atmosfera de um Netuno quente pode nos ajudar a entender como este planeta se formou e por que ainda tem sua atmosfera.
Portanto, embora saibamos mais sobre o LTT 9779b do que sabíamos, ainda há trabalho a ser feito. Observações futuras podem nos ajudar a responder a essas e outras perguntas, como de que mais é feita a atmosfera, e o exoplaneta começou muito maior e está atualmente em processo de encolhimento rápido.
Pesquisas como essa nos darão um excelente kit de ferramentas e experiência para sondar as atmosferas de mundos potencialmente habitáveis também.
"Se alguém vai acreditar no que os astrônomos dizem sobre encontrar sinais de vida ou oxigênio em outros mundos, vamos ter que mostrar que podemos realmente fazer direito nas coisas fáceis primeiro", disse Crossfield .
"Nesse sentido, esses planetas maiores e mais quentes como o LTT 9779b agem como rodinhas de apoio e mostram que realmente sabemos o que estamos fazendo e podemos fazer tudo certo."
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