Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Lá fora, no Universo mais amplo, existem alguns mundos realmente estranhos que fazem os planetas que temos aqui em nosso Sistema Solar parecerem quase normaiis.
Super-Mercúrios e mini-Netunos, por exemplo, desafiam as expectativas de desenvolvimento planetário. E depois há os Júpiteres quentes; e, para completar, os Júpiteres ultra-quentes, mundos tão próximos de suas estrelas hospedeiras que suas atmosferas são densas com nuvens de elementos pesados, vaporizados pelo calor extremo.
Agora, em dois dos mundos mais hardcore já vistos na Via Láctea, astrônomos detectaram o metal mais pesado até agora. Nas atmosferas dos exoplanetas WASP-76b e WASP-121b temos a alta presença de nuvens de bário – o 56º elemento da tabela periódica.
Pesquisas anteriores haviam encontrado cálcio, óxido de titânio e óxido de vanádio na atmosfera de WASP-76b, e vanádio, ferro, cromo, cálcio, sódio, magnésio e níquel na atmosfera de WASP-121b. O ferro poderia até cair no horizonte crepuscular em uma chuva em que ninguém gostaria de tomar.
Mas o bário flutuando no ar em grandes altitudes leva toda essa estranheza a outro nível.
“A parte intrigante e contraintuitiva é: por que existe um elemento tão pesado nas camadas superiores da atmosfera desses planetas?” afirmou o astrônomo Tomás Azevedo Silva da Universidade do Porto e do Instituto de Astrofísica e Ciências Espaciais (IA) em Portugal.
“Não estávamos esperando ou procurando por bário em particular e tivemos que verificar se isso realmente vinha do planeta, pois nunca havia sido visto em nenhum exoplaneta antes”.
Descobrir a química de uma atmosfera de exoplaneta é algo complexo. Primeiro, você precisa de um exoplaneta que passe entre nós e sua estrela hospedeira, em um evento conhecido como trânsito. Em seguida, ele precisa passar com frequência suficiente para amplificar o sinal e coletar dados suficientes. Esse planeta também precisa de uma atmosfera espessa o suficiente para permitir que a luz da estrela seja absorvida à medida que ela filtra e é reemitida pelos átomos e moléculas dentro dele.
Essa absorção altera o comprimento de onda da luz, alterando o espectro eletromagnético que vemos da estrela. Ao comparar a luz dos trânsitos com a luz geralmente emitida pela estrela, os cientistas podem identificar as assinaturas espectrais da química do exoplaneta e rastreá-las até os materiais conhecidos por produzir essas assinaturas.
É um trabalho complicado e meticuloso, mas recompensador – pode nos ajudar a entender melhor a diversidade e a evolução dos exoplanetas na galáxia mais ampla. Especialmente Júpiteres ultra-quentes. Esses gigantes gasosos enigmáticos estão incrivelmente próximos de suas estrelas, próximos demais para se formarem lá, já que a gravidade, a radiação e os ventos estelares intensos da estrela deveriam ter evitado que o gás se aglomerasse.
Descobrir do que esses mundos são feitos e como será seu futuro pode ajudar os astrônomos a entender como eles vieram a existir.
WASP-76b e WASP-121b estão ambos muito próximos de suas estrelas, em períodos orbitais de 1,8 e 1,27 dias terrestres, respectivamente. Eles também são bastante robustos, com massas 0,92 e 1,18 vezes maiores que a de Júpiter. Isso torna a detecção de bário bastante peculiar.
“Dada a alta gravidade dos planetas, esperaríamos que elementos pesados como o bário caíssem rapidamente nas camadas mais baixas da atmosfera”, disse o astrônomo Olivier Demangeon, também da Universidade do Porto e IA. “No momento, não temos certeza de quais são os mecanismos [para sua presença].”
As respostas a essa pergunta desconcertante exigirão mais análises, mas o trabalho da equipe nos dois exoplanetas também nos deu mais informações para se embasar. Eles fizeram novas detecções de cobalto, estrôncio e possivelmente titânio na atmosfera de WASP-121b e confirmaram a presença de elementos previamente detectados.
Além disso, eles conseguiram confirmar características do WASP-121b que indicam que sua atmosfera está vazando – o exoplaneta está sendo evaporado por sua estrela. Esta é mais uma evidência de que os Júpiteres quentes estão vivendo em tempo limitado, incapazes de sobreviver a longo prazo tão perto de uma estrela.
E alguns dos elementos são fortemente ionizados, o que dará aos astrônomos planetários muita informação para se aprofundar nessa investigação.
“A presença dessas espécies ionizadas pesadas em altas altitudes nas atmosferas de Júpiteres ultra-quentes pode ser evidência de dinâmica atmosférica inesperada”, escreveram os pesquisadores em seu paper.
“Descrever os mecanismos que explicariam a presença desses elementos nas camadas superiores da atmosfera está além do escopo deste paper. No entanto, esperamos que com esta descoberta encorajemos mais modelagem atmosférica.”
A pesquisa foi publicada em Astronomy & Astrophysics.
