Para o planeta mais quente, um grande colapso, mostra estudo
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Gigantes maciços de gás chamados “Júpiteres quentes” – planetas que orbitam muito perto de suas estrelas para sustentar a vida – são alguns dos mundos mais estranhos encontrados além do nosso sistema solar. Novas observações mostram que a mais quente de todas é ainda mais estranha, propensa a colapsos no planeta tão severos que separam as moléculas que compõem sua atmosfera.

Chamado KELT-9b, o planeta é um Júpiter ultra-quente, uma das várias variedades de exoplanetas – planetas em torno de outras estrelas – encontrados em nossa galáxia. Ele pesa quase três vezes a massa de nosso próprio Júpiter e orbita uma estrela a cerca de 670 anos-luz de distância. Com uma temperatura de superfície de 7.800 graus Fahrenheit (4.300 graus Celsius) – mais quente que algumas estrelas – este planeta é o mais quente encontrado até agora .

Agora, uma equipe de astrônomos usando o telescópio espacial Spitzer da NASA encontrou evidências de que o calor é muito alto para que as moléculas permaneçam intactas. Moléculas de gás hidrogênio provavelmente são destruídas no dia do KELT-9b, incapazes de se reconstituírem até que seus átomos desarticulados fluam para o lado noturno do planeta.

Embora ainda extremamente quente, o leve resfriamento da noite é suficiente para permitir que as moléculas de gás hidrogênio se reformem – ou seja, até que voltem para a beira do dia, onde são despedaçadas novamente.

“Esse tipo de planeta é tão extremo em temperatura que é um pouco separado de muitos outros exoplanetas”, disse Megan Mansfield, estudante de graduação da Universidade de Chicago e principal autora de um novo artigo que revela essas descobertas. “Existem alguns outros Júpiteres quentes e Júpiteres ultra-quentes que não são tão quentes, mas ainda quentes o suficiente para que esse efeito ocorra”.

As descobertas, publicadas no Astrophysical Journal Letters, mostram a sofisticação crescente da tecnologia e análise necessárias para sondar esses mundos muito distantes. A ciência está apenas começando a espiar a atmosfera dos exoplanetas, examinando os derretimentos moleculares dos mais quentes e mais brilhantes.

O KELT-9b permanecerá firmemente classificado entre os mundos inabitáveis. Os astrônomos tomaram conhecimento de seu ambiente extremamente hostil em 2017, quando foi detectado pela primeira vez usando o sistema KELT (Kilodegree Extremamente Pouco Telescópio) – um esforço combinado envolvendo observações de dois telescópios robóticos, um no sul do Arizona e outro na África do Sul.

KELT-9b

Ilustração artística da estrela, KELT-9, e seu planeta, KELT-9b. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech.

No estudo Astrophysical Journal Letters, a equipe de ciências usou o telescópio espacial Spitzer para analisar os perfis de temperatura desse gigante infernal. Spitzer, que faz observações na luz infravermelha, pode medir variações sutis no calor. Repetidas por muitas horas, essas observações permitem que Spitzer capture mudanças na atmosfera, à medida que o planeta se apresenta em fases enquanto orbita a estrela. Diferentes metades do planeta aparecem à medida que orbitam em torno de sua estrela.

Isso permitiu à equipe vislumbrar a diferença entre o dia do KELT-9b e sua “noite”. Nesse caso, o planeta orbita sua estrela com tanta força que um “ano” – uma vez ao redor da estrela – leva apenas 1 1/2 dias. Isso significa que o planeta está trancado por uma maré, apresentando uma face à sua estrela o tempo todo (como nossa Lua apresenta apenas uma face à Terra). No lado oposto do KELT-9b, a noite dura para sempre.

Mas gases e calor fluem de um lado para o outro. Uma grande questão para os pesquisadores que tentam entender as atmosferas de exoplanetas é como a radiação e o fluxo se equilibram.

Modelos de computador são as principais ferramentas nessas investigações, mostrando como é provável que essas atmosferas se comportem em diferentes temperaturas. O melhor ajuste para os dados do KELT-9b foi um modelo que incluía moléculas de hidrogênio sendo separadas e remontadas, um processo conhecido como dissociação e recombinação.

“Se você não considera a dissociação do hidrogênio, obtém ventos muito rápidos de 60 quilômetros por segundo”, disse Mansfield. “Provavelmente não é provável.”

O KELT-9b não apresenta grandes diferenças de temperatura entre o dia e a noite, sugerindo um fluxo de calor de um para o outro. E o “ponto quente” à beira do dia, que deveria estar diretamente sob a estrela deste planeta, foi desviado da posição esperada. Os cientistas não sabem o porquê – mais um mistério a ser resolvido neste planeta estranho e quente.

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