Um planeta gigante gasoso a 634 anos-luz de distância tem uma peculiaridade em sua atmosfera que sugere que ele pode ter engolido um mundo menor.
O planeta em questão é o WASP-76b e ele já é famoso por ser um dos exoplanetas mais quentes da galáxia. Girando em torno de sua estrela hospedeira uma vez a cada 1,8 dias, WASP-76b atinge temperaturas acima de 2.000 graus Celsius (3.632 Fahrenheit), e análises anteriores de sua atmosfera sugeriram que lá chove ferro líquido.
Agora, liderada pelo astrônomo Stefan Pelletier, da Universidade de Montreal, no Canadá, uma equipe internacional de astrônomos deu uma outra olhada neste mundo selvagem. Eles identificaram pelo menos 11 elementos separados na atmosfera do gigante gasoso – com algumas abundâncias que sugerem uma tendência devoradora de planetas.
“Verdadeiramente raros são os momentos em que um exoplaneta a centenas de anos-luz de distância pode nos ensinar algo que, de outra forma, provavelmente seria impossível saber sobre nosso próprio Sistema Solar”, diz Pelletier. “Este é o caso com este estudo.”
WASP-76b não é o exoplaneta mais quente conhecido na galáxia, mas pertence à sua categoria. Esses mundos são conhecidos como Júpiteres quentes, gigantes gasosos tão próximos de suas estrelas que atingem temperaturas incompreensíveis. Embora os Júpiteres quentes sejam frequentemente gigantes gasosos com massas semelhantes às de Júpiter, eles têm raios muito maiores porque o calor faz com que suas atmosferas se expandam.
Este é o caso do WASP-76b: é cerca de 90% da massa de Júpiter, com um raio de cerca de 185% do de Júpiter. E ele orbita sua estrela de tal forma que passa entre nós e ela, o que significa que a luz da estrela brilha através da atmosfera do exoplaneta durante os trânsitos. Os astrônomos podem analisar a luz da estrela para ver como ela muda durante esses períodos e dissecar o espectro para descobrir quais elementos estão causando essas mudanças.
Pelletier e seus colegas usaram um instrumento chamado MAROON-X no telescópio Gemini North para obter esses dados. Eles os separaram para identificar e quantificar os elementos que giram na atmosfera escaldante do WASP-76b.
Além do ferro já observado na atmosfera do exoplaneta, a equipe encontrou sódio, cálcio, cromo, lítio, hidrogênio, vanádio, magnésio, nitrogênio, manganês, potássio e bário.
Eles também encontraram óxido de vanádio, o que é particularmente interessante: é a primeira vez que essa molécula é detectada de forma inequívoca em um exoplaneta.
“Esta molécula é de grande interesse para os astrônomos porque pode ter um grande impacto na estrutura atmosférica de planetas gigantes quentes”, explica Pelletier. “Esta molécula desempenha um papel semelhante ao ozônio, sendo extremamente eficiente no aquecimento da atmosfera superior da Terra”.
Alguns elementos pareciam estar relativamente ausentes. A equipe não encontrou vestígios de metais como titânio e alumínio, que possuem pontos de fusão altos em comparação com o que estava presente em suas observações. Isso, acredita a equipe, pode significar que as atmosferas superiores de Júpiteres quentes são muito sensíveis à temperatura e podem variar bastante, mesmo que suas temperaturas pareçam próximas.
Curiosamente, as abundâncias de alguns dos elementos que eles encontraram foram muito semelhantes às observadas na estrela hospedeira de WASP-76b – e no Sol também. Mas eles são muito diferentes das abundâncias observadas em mundos rochosos como a Terra, Vênus , Marte e Mercúrio. Isso pode ser uma pista sobre como os planetas gigantes gasosos se formam.
Os planetas rochosos se formam gradualmente, de baixo para cima, através de aglomerados de rocha grudados como uma bola de Katamari. As estrelas se formam de cima para baixo, a partir de um aglomerado denso de material em uma nuvem de gás que colapsa sob a gravidade e se enrola no gás para crescer. A composição do WASP-76b pode significar que os gigantes gasosos, ou alguns gigantes gasosos, se formam de maneira semelhante às estrelas.
Mas os elementos que não correspondiam exatamente a essas abundâncias também eram interessantes, dizem os pesquisadores. Eles sugerem um caso, em algum momento, de um crime de um planeta a outro planeta.
“Este é o primeiro estudo a medir a abundância de elementos químicos como níquel, magnésio e cromo com alta precisão em qualquer planeta gigante”, disse o astrofísico Mohamad Ali-Dib, da Universidade de Nova York em Abu Dhabi, nos Emirados Árabes Unidos.
“Os desvios de seus valores em relação ao esperado nos levaram a postular que WASP-76b pode ter engolido outro planeta muito menor, com a mesma composição química de Mercúrio.”
Os resultados sugerem que estamos apenas arranhando a superfície do que esses mundos estranhos e extremos podem nos dizer sobre as diferentes maneiras pelas quais os planetas podem se formar e existir em nossa galáxia.
“Gerações de pesquisadores usaram as abundâncias medidas de hidrogênio e hélio para Júpiter, Saturno, Urano e Netuno para comparar as teorias de formação de planetas gasosos”, diz Benneke. “Da mesma forma, as medições de elementos mais pesados, como cálcio ou magnésio no WASP-76 b, ajudarão a entender melhor a formação de planetas gasosos”.
A pesquisa foi publicada na Nature.
Por Michelle Starr
Publicado no ScienceAlert
