A recente descoberta feita pela missão Cheops da Agência Espacial Europeia (ESA) revelou um exoplaneta ultra-quente com nuvens metálicas reflexivas. Este exoplaneta, que orbita sua estrela hospedeira em menos de um dia, é o exoplaneta mais brilhante já descoberto. Para se ter uma ideia, o objeto mais brilhante em nosso céu noturno, além da Lua, é Vênus, que reflete cerca de 75% da luz do Sol devido à sua espessa camada de nuvens. Em comparação, a Terra reflete apenas cerca de 30% da luz solar incidente.
O recém-descoberto exoplaneta, denominado LTT9779 b, consegue igualar o brilho de Vênus. As medições detalhadas realizadas pela missão Cheops da ESA revelam que este planeta reflete impressionantes 80% da luz emitida por sua estrela hospedeira. A descoberta inicial e a caracterização de LTT9779 b foram feitas em 2020 pela missão TESS da NASA, com a contribuição de instrumentos terrestres, como o instrumento HARPS do ESO no Chile.
Com aproximadamente o tamanho de Netuno, LTT9779 b é o maior “espelho” conhecido no Universo até hoje. A razão para sua alta refletividade reside em suas nuvens metálicas, compostas principalmente de silicato – o mesmo material encontrado em areia e vidro – misturado com metais como titânio. O astrônomo James Jenkins descreve o planeta como um mundo ardente, próximo à sua estrela, com pesadas nuvens de metais flutuando acima, chovendo gotas de titânio.
A quantidade de luz que um objeto reflete é conhecida como seu ‘albedo’. A maioria dos planetas tem um albedo baixo, seja porque possuem uma atmosfera que absorve muita luz, ou porque sua superfície é escura ou áspera. As exceções costumam ser mundos congelados de gelo ou planetas como Vênus, que possuem uma camada de nuvens reflexiva.
O alto albedo de LTT9779 b foi uma surpresa, pois o lado do planeta voltado para sua estrela é estimado em cerca de 2000 °C. Qualquer temperatura acima de 100 °C é muito quente para a formação de nuvens de água, mas a temperatura da atmosfera deste planeta deveria ser muito quente até mesmo para nuvens feitas de metal ou vidro.
A pesquisadora Vivien Parmentier explica que as nuvens se formam devido à supersaturação de vapores de silicato e metal na atmosfera. Ela compara esse fenômeno à formação de condensação em um banheiro após um banho quente. Da mesma forma, LTT9779 b pode formar nuvens metálicas apesar de ser tão quente porque a atmosfera está supersaturada com vapores de silicato e metal.
Além de ser brilhante, LTT9779 b também é surpreendente devido ao seu tamanho e temperatura, o que o classifica como um ‘Netuno ultra-quente’. Nenhum outro planeta deste tamanho e massa foi encontrado tão próximo de sua estrela. Isso coloca LTT9779 b no que é conhecido como ‘deserto de Netuno quente’.
O planeta tem um raio 4,7 vezes maior que o da Terra, e um ano em LTT9779 b leva apenas 19 horas. Todos os planetas anteriormente descobertos que orbitam sua estrela em menos de um dia são ou ‘Júpiteres quentes’ – gigantes gasosos com um raio pelo menos dez vezes maior que o da Terra – ou planetas rochosos menores que dois raios terrestres.
Vivien Parmentier descreve LTT9779 b como um planeta que não deveria existir. Espera-se que planetas como este tenham sua atmosfera soprada por sua estrela, deixando para trás apenas a rocha. No entanto, o autor principal Sergio Hoyer acredita que as nuvens metálicas ajudam o planeta a sobreviver no deserto de Netuno quente. As nuvens refletem a luz e impedem que o planeta fique muito quente e evapore. Enquanto isso, ser altamente metálico torna o planeta e sua atmosfera pesados e mais difíceis de serem soprados.
Para determinar as propriedades de LTT9779 b, a missão de caracterização de exoplanetas da ESA, Cheops, observou o planeta enquanto ele se movia atrás de sua estrela hospedeira. Como o planeta reflete a luz, a estrela e o planeta combinados enviam mais luz para o telescópio espacial logo antes do planeta sair de vista do que logo depois. A diferença na luz visível recebida logo antes e depois que o planeta está oculto indica quanto de luz o planeta reflete.
Este projeto dependeu da precisão e cobertura 24/7 de Cheops. “Medir precisamente a pequena mudança no sinal da estrela eclipsando o planeta só foi possível com Cheops”, diz Sergio. Cheops é a primeira missão espacial dedicada ao acompanhamento e caracterização de exoplanetas já conhecidos. Ao contrário das grandes missões de pesquisa focadas na descoberta de novos sistemas exoplanetários, Cheops tem flexibilidade suficiente para se concentrar rapidamente em alvos interessantes e pode alcançar uma cobertura e precisão que muitas vezes simplesmente não conseguimos de outra forma.
Ao olhar para o mesmo exoplaneta com diferentes instrumentos, obtemos uma imagem completa. “LTT9779 b é um alvo ideal para acompanhamento com as excepcionais capacidades dos telescópios espaciais Hubble e James Webb”, observa a cientista de operações da ESA, Emily Rickman. “Eles nos permitirão explorar este exoplaneta com uma gama de comprimentos de onda mais ampla, incluindo luz infravermelha e UV, para entender melhor a composição de sua atmosfera.”
O futuro da pesquisa de exoplanetas é promissor, pois Cheops é o primeiro de uma trinca de missões dedicadas a exoplanetas. Ele será acompanhado por Plato em 2026, que se concentrará em planetas semelhantes à Terra orbitando a uma distância possivelmente propícia à vida de sua estrela. Ariel se juntará à frota em 2029 e se especializará no estudo de atmosferas de exoplanetas.
A descoberta de LTT9779 b abriu novas possibilidades no estudo de exoplanetas. Suas propriedades únicas desafiam as teorias existentes sobre a formação e sobrevivência de planetas. A descoberta das nuvens metálicas de LTT9779 b é uma primeira na pesquisa de exoplanetas. O alto albedo de LTT9779 b pode fornecer insights para o estudo de atmosferas planetárias. O estudo de LTT9779 b pode levar à descoberta de outros exoplanetas semelhantes. A existência de LTT9779 b no ‘deserto de Netuno quente’ desafia as teorias existentes sobre as órbitas planetárias. O estudo de LTT9779 b pode fornecer insights sobre a sobrevivência de planetas em condições extremas. A descoberta de LTT9779 b destaca a importância das missões de acompanhamento na pesquisa de exoplanetas. O estudo de LTT9779 b pode levar a avanços no estudo de atmosferas planetárias. As próximas missões de Plato e Ariel podem aprimorar ainda mais nosso entendimento de exoplanetas. O estudo de LTT9779 b pode fornecer insights sobre a formação e sobrevivência de ‘Netunos ultra-quentes’. A descoberta de LTT9779 b sublinha a importância da colaboração internacional na pesquisa espacial.
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