Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Um dos exoplanetas mais insanos já encontrados na Via Láctea acaba de ficar ainda mais interessante.
Na atmosfera de KELT-9b, astrônomos detectaram o raro metal térbio girando em nuvens de metal vaporizado, a primeira vez que esse elemento extremamente raro foi encontrado em um mundo distante.
A equipe também fez novas detecções de vanádio, bário, estrôncio, níquel e outros elementos, confirmando detecções anteriores e sugerindo que o que quer que esteja acontecendo com o KELT-9b é realmente muito estranho.
“Desenvolvemos um novo método que permite obter informações mais detalhadas. Com isso, descobrimos sete elementos, incluindo a rara substância térbio, que nunca foi encontrada na atmosfera de nenhum exoplaneta”, disse o astrofísico Nicholas Borsato, da Univerisdade de Lund na Suécia.
“Encontrar térbio na atmosfera de um exoplaneta é muito surpreendente.”
KELT-9b está localizado a cerca de 670 anos-luz de distância e é realmente um dos exoplanetas mais extremos que existem. É conhecido como um Júpiter quente, um gigante gasoso preso em uma órbita tão próxima com sua estrela hospedeira que é aquecido a temperaturas escaldantes.
Além disso, KELT-9b orbita uma estrela supergigante azul – uma das mais quentes que existe – em uma órbita extremamente estreita de apenas 1,48 dias.
Essa proximidade está praticamente vaporizando o exoplaneta: em seu lado diurno, KELT-9b é aquecido a temperaturas superiores a 4.600 Kelvin (4.327 graus Celsius). Essa é a temperatura mais quente que já vimos em um exoplaneta. É mais quente do que pelo menos 80% de todas as estrelas conhecidas.
Felizmente para nós, KELT-9b orbita de tal forma que passa entre nós e a estrela. Isso significa que os cientistas foram capazes de investigar sua atmosfera.
Quando a luz estelar passa pela atmosfera de KELT-9b, alguns comprimentos de onda de luz são absorvidos e reemitidos por átomos no gás. O sinal é minúsculo, mas ao empilhar as órbitas, os astrônomos podem amplificar o sinal para ver partes mais brilhantes e mais escuras no espectro da luz da estrela quando o planeta está em trânsito, em comparação com as observações da estrela sozinha.
É preciso um pouco de análise, mas os cientistas podem observar a assinatura dessas partes escuras e claras e determinar quais elementos estão causando as mudanças na luz.
Com esses dados, o KELT-9b se tornou o primeiro exoplaneta cujo ferro e titânio vaporizados foram detectados na atmosfera em 2018 . Então, um ano depois, os cientistas anunciaram que também haviam encontrado sódio, magnésio, cromo e metais raros da Terra, escândio e ítrio.
Agora, Borsato e seus colegas refinaram as técnicas para fazer análises ainda mais detalhadas dos elementos encontrados no espectro de KELT-9b e sua estrela hospedeira. Seus resultados confirmaram detecções anteriores de hidrogênio, sódio, magnésio, cálcio, cromo e ferro e detectaram vários metais que não haviam sido detectados na atmosfera do exoplaneta.
O térbio, de número atômico 65, foi a verdadeira surpresa. Aqui na Terra, o elemento pesado é extremamente raro, geralmente encontrado em vestígios combinados com outros elementos. Até o momento, não identificamos nenhum mineral natural predominantemente de térbio; sua abundância estimada na crosta terrestre é de cerca de 0,00012 por cento.
Encontrá-lo em outro mundo é interessante porque elementos pesados como o térbio só podem ser forjados nas circunstâncias mais violentas, como uma explosão de supernova ou uma colisão entre duas estrelas de nêutrons.
Isso é verdade para todos os elementos mais pesados que o ferro, mas a detecção de térbio na atmosfera de um exoplaneta não era de todo esperada e poderia nos dizer algo sobre a história de KELT-9b e sua estrela.
Sabemos que ambos são relativamente jovens, no que diz respeito a esses objetos: cerca de apenas 300 milhões de anos (o Sol, para contextualizar, tem cerca de 4,6 bilhões de anos). Para conter elementos pesados como os detectados na atmosfera do KELT-9b, eles devem ter se formado a partir de materiais que incluíam material ejetado de um desses eventos violentos.
Como tais eventos ocorrem no final da vida de uma estrela, a quantidade de elementos pesados no Universo aumenta com o tempo.
Quanto mais velha for uma estrela ou exoplaneta, menos material ele terá. Por outro lado, estrelas e exoplanetas mais jovens terão elementos mais pesados e provavelmente uma variedade maior.
“Aprender mais sobre os elementos mais pesados nos ajuda, entre outras coisas, a determinar a idade dos exoplanetas e como eles foram formados”, disse Borsato.
O trabalho da equipe também avança nas técnicas usadas para analisar as atmosferas dos exoplanetas. A ciência ainda é relativamente nova, mas está crescendo aos trancos e barrancos; uma nova geração de telescópios irá expandi-la exponencialmente.
Isso não é apenas para estudar os valores atípicos extremos, como KELT-9b. Os cientistas acreditam que nossa primeira detecção de vida fora do Sistema Solar será através da detecção de material biológico na atmosfera de um mundo alienígena.
“Detectar elementos pesados nas atmosferas de exoplanetas ultraquentes é mais um passo para aprender como funcionam as atmosferas dos planetas”, disse Borsato. “Quanto melhor conhecermos esses planetas, maior a chance de encontrarmos a Terra 2.0 no futuro.”
A pesquisa foi aceita para publicação na Astronomy & Astrophysics e está disponível no arXiv.
