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Huble e Spitzer revelam atmosfera de planeta de tamanho médio
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Esta impressão de artista mostra a estrutura interna teórica do exoplaneta GJ 3470 b. É totalmente diferente de qualquer planeta do Sistema Solar. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra, mas menos massivo do que Netuno.

 

Dois telescópios espaciais da NASA uniram forças para identificar, pela primeira vez, a "impressão digital" química detalhada de um planeta com tamanho intermediário entre o da Terra e o de Netuno. Não existe nenhum planeta como este no nosso Sistema Solar, mas são comuns em torno de outras estrelas.

O planeta, Gliese 3470 b (também conhecido como GJ 3470 b), pode ser um cruzamento entre a Terra e Netuno, com um grande núcleo rochoso enterrado sob uma profunda atmosfera de hidrogênio e hélio. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra, mas menos massivo que Netuno (que tem mais de 17 massas terrestres).

Muitos mundos semelhantes já foram descobertos pelo observatório espacial Kepler da NASA, cuja missão terminou em 2018. De fato, 80% dos planetas na nossa galáxia podem cair nesta gama de massas. No entanto, os astrônomos nunca foram capazes de compreender a natureza química de tais planetas. Até agora.

Ao fazerem um inventário do conteúdo da atmosfera de GJ 3470 b, os astrônomos conseguiram descobrir pistas sobre a natureza e origem do planeta.

"Esta é uma grande descoberta, da perspectiva da formação planetária. O planeta orbita muito perto da estrela e é bem menos massivo do que Júpiter - que tem 318 vezes a massa da Terra -, mas conseguiu acumular a atmosfera primordial de hidrogênio/hélio, que em grande parte não está 'poluída' por elementos mais pesados," comentou Björn Benneke, da Universidade de Montreal, no Canadá. "Não temos nada assim no Sistema Solar, e é isso que o torna tão impressionante."

Os astrônomos recrutaram as capacidades combinadas de vários comprimentos de onda dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA para fazer um estudo inédito da atmosfera de GJ 3470 b.

Isso foi conseguido medindo-se a absorção da luz estelar à medida que o planeta passava em frente (ou -transitava") da sua estrela e a perda da luz refletida do planeta quando passava por trás (eclipse) da estrela. Os telescópios espaciais observaram 12 trânsitos e 20 eclipses. A ciência de analisar as impressões digitais químicas com base na luz é chamada de "espectroscopia".

"Pela primeira vez, temos uma assinatura espectroscópica desse mundo," disse Benneke. Mas ele tem muitas dúvidas quanto à sua classificação: deverá ser chamado de "super-Terra" ou "sub-Netuno?" Ou talvez outro nome?

Por sorte, a atmosfera de GJ 3470 b mostrou-se, na maior parte, limpa, com apenas neblinas finas, permitindo que os cientistas examinassem profundamente a atmosfera.

"Esperávamos uma atmosfera fortemente enriquecida com elementos mais pesados, como oxigênio e carbono, que formam vapor de água e metano abundantes, de modo idêntico ao que vemos em Netuno," explicou Benneke. "Em vez disso, encontramos uma atmosfera tão pobre em elementos pesados que a sua composição se assemelha à composição rica em hidrogênio e hélio do Sol."

Pensa-se que outros exoplanetas, chamados "Júpiteres quentes", se formem longe das suas estrelas e, com o tempo, migrem para muito mais perto. Mas este planeta parece ter sido formado exatamente onde está hoje, acrescentou Benneke.

A explicação mais plausível, segundo Benneke, é que GJ 3470 b nasceu precariamente perto da sua estrela anã vermelha, que tem mais ou menos metade da massa do nosso Sol. Ele teoriza que, essencialmente, começou como uma rocha seca e rapidamente acrescentou hidrogênio de um disco primordial de gás quando a sua estrela era ainda muito jovem. Ao disco chamamos "disco protoplanetário".

"Estamos vendo um objeto que foi capaz de acumular hidrogênio a partir do disco protoplanetário, mas não fugiu para se tornar um Júpiter quente," salientou Benneke. "Este é um regime intrigante."

Uma explicação é que o disco se dissipou antes que o planeta pudesse aumentar ainda mais. "O planeta ficou preso, sendo um sub-Netuno," disse Benneke.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA será capaz de investigar ainda mais profundamente a atmosfera de GJ 3470 b, graças à sua sensibilidade sem precedentes no infravermelho. Os novos resultados já suscitaram grande interesse por parte de equipes americanas e canadenses que estão desenvolvendo os instrumentos do Webb. As equipes vão observar as órbitas e os eclipses de GJ 3470 b no visível, onde as neblinas atmosféricas se tornam cada vez mais transparentes.

 
 
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