Uma equipe de cientistas obtém uma nova visão sobre a atmosfera de um “mini-Netuno”, uma classe de planeta comum na galáxia, mas sobre a qual pouco se sabe.
O Telescópio Espacial James Webb da NASA observou um planeta distante fora do nosso sistema solar – e diferente de tudo nele – para revelar o que é provavelmente um mundo altamente reflexivo com uma atmosfera cheia de vapor. É a visão mais próxima do mundo misterioso, um “mini-Netuno” que era amplamente impenetrável a observações anteriores.
E enquanto o planeta, chamado GJ 1214 b, é muito quente para abrigar oceanos de água líquida, a água em forma de vapor ainda pode ser uma parte importante de sua atmosfera.
“O planeta está totalmente coberto por algum tipo de neblina ou camada de nuvens”, disse Eliza Kempton, pesquisadora da Universidade de Maryland e principal autora de um novo artigo, publicado na Nature, sobre o planeta. “A atmosfera permaneceu totalmente escondida de nós até esta observação.” Ela observou que, se de fato fosse rico em água, o planeta poderia ter sido um “mundo aquático”, com grandes quantidades de material aquoso e gelado na época de sua formação.
Para penetrar uma barreira tão espessa, a equipe de pesquisa arriscou em uma nova abordagem: além de fazer a observação padrão – capturando a luz da estrela hospedeira que foi filtrada pela atmosfera do planeta – eles rastrearam GJ 1214 b por quase toda a sua órbita ao redor a estrela.
A observação demonstra o poder do Mid-Infrared Instrument (MIRI) do James Webb, que visualiza comprimentos de onda de luz fora da parte do espectro eletromagnético que os olhos humanos podem ver. Usando o MIRI, a equipe de pesquisa conseguiu criar uma espécie de “mapa de calor” do planeta enquanto orbitava a estrela. O mapa de calor revelou – pouco antes da órbita do planeta levá-lo para trás da estrela e quando emergiu do outro lado – tanto o lado diurno quanto o noturno, revelando detalhes da composição da atmosfera.
“A capacidade de obter uma órbita completa foi realmente crítica para entender como o planeta distribui o calor do lado do dia para o lado da noite”, disse Kempton. “Há muito contraste entre o dia e a noite. O lado noturno é mais frio que o lado diurno.” Na verdade, as temperaturas mudaram de 535 para 326 graus Fahrenheit (de 279 para 165 graus Celsius).
Uma mudança tão grande só é possível em uma atmosfera composta por moléculas mais pesadas, como água ou metano, que parecem semelhantes quando observadas pelo MIRI. Isso significa que a atmosfera do GJ 1214 b não é composta principalmente por moléculas de hidrogênio mais leves, disse Kempton, o que é uma pista potencialmente importante para a história e formação do planeta – e talvez seu início aquoso.
“Esta não é uma atmosfera primordial”, disse ela. “Não reflete a composição da estrela hospedeira em torno da qual se formou. Em vez disso, ele perdeu muito hidrogênio, se começou com uma atmosfera rica em hidrogênio, ou foi formado a partir de elementos mais pesados para começar – mais material gelado e rico em água”.
E embora o planeta seja quente para os padrões humanos, é muito mais frio do que o esperado, observou Kempton. Isso ocorre porque sua atmosfera excepcionalmente brilhante, que surpreendeu os pesquisadores, reflete uma grande fração da luz de sua estrela-mãe, em vez de absorvê-la e ficar mais quente.
As novas observações podem abrir a porta para um conhecimento mais profundo de um tipo de planeta envolto em incerteza. Mini-Netunos – ou sub-Netunos, como são chamados no artigo – são o tipo de planeta mais comum na galáxia, mas misteriosos para nós porque não ocorrem em nosso sistema solar. As medições até agora mostram que eles são amplamente semelhantes a, digamos, uma versão reduzida do nosso próprio Netuno. Além disso, pouco se sabe.
“Na última quase década, a única coisa que realmente sabíamos sobre este planeta era que a atmosfera era nublada ou nebulosa”, disse Rob Zellem, pesquisador de exoplanetas que trabalha com a co-autora e pesquisadora de exoplanetas Tiffany Kataria no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. no sul da Califórnia. “Este artigo tem implicações muito interessantes para interpretações climáticas detalhadas adicionais – para observar a física detalhada que acontece dentro da atmosfera deste planeta”.
O novo trabalho sugere que o planeta pode ter se formado mais longe de sua estrela, um tipo conhecido como anã vermelha, e depois espiralado gradualmente para dentro de sua órbita próxima atual. O ano do planeta – uma órbita em torno da estrela – leva apenas 1,6 dias terrestres.
“A explicação mais simples, se você encontrar um planeta muito rico em água, é que ele se formou mais longe da estrela hospedeira”, disse Kempton.
Mais observações serão necessárias para obter mais detalhes sobre GJ 1214 b, bem como as histórias de formação de outros planetas da classe mini-Netuno. Embora uma atmosfera aquosa pareça provável para este planeta, um componente significativo de metano também é possível. E tirar conclusões mais amplas sobre como os mini-Netunos se formam exigirá que mais deles sejam observados em profundidade.
“Ao observar toda uma população de objetos como este, esperamos poder construir uma história consistente”, disse Kempton.
Fonte:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-webb-takes-closest-look-yet-at-mysterious-planet
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Artigo original:
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