Estudo mostra que o planeta mais quente dilacera moléculas na sua atmosfera

Os gigantes gasosos chamados “Júpiteres quentes” – planetas que orbitam muito perto das suas estrelas para sustentar vida – são dos mundos mais estranhos encontrados para lá do nosso Sistema Solar. Novas observações mostram que o mais quente de todos é ainda mais estranho, propenso a fusões globais tão severas que separam as moléculas que compõem a sua atmosfera.

Chamado KELT-9b, o planeta é um Júpiter ultraquente, um de várias categorias de exoplanetas – planetas em torno de outras estrelas – encontrados na nossa Galáxia. Tem quase três vezes a massa de Júpiter e orbita uma estrela a cerca de 670 anos-luz de distância. Com uma temperatura à superfície de 4300º Celsius – mais quente que algumas estrelas – este planeta é o mais quente encontrado até ao momento.

Agora, uma equipa de astrónomos usando o telescópio espacial Spitzer da NASA encontrou evidências de que o calor até é demasiado alto para que as moléculas permaneçam intactas. As moléculas de hidrogénio gasoso provavelmente são destruídas no lado diurno de KELT-9b, incapazes de se reconstituírem até que os seus átomos desarticulados fluam para o lado noturno do planeta.

Embora ainda extremamente quente, o leve arrefecimento no lado noturno é suficiente para permitir que as moléculas de hidrogénio gasoso se reformem – ou seja, até que voltem para a face virada para a estrela, onde são quebradas novamente.

“Este tipo de planeta é tão extremo em temperatura, que está um pouco separado de muitos outros exoplanetas,” disse Megan Mansfieldd, estudante da Universidade de Chicago e autora principal de um novo artigo que revela esta descoberta. “Existem alguns outros Júpiteres quentes e ultraquentes que não são tão quentes, mas ainda quentes o suficiente para que este efeito ocorra.”

Os achados, publicados na revista The Astrophysical Journal Letters, mostram a sofisticação crescente da tecnologia e das análises necessárias para estudar estes mundos muito distantes. A ciência está apenas a começar a espiar a atmosfera dos exoplanetas, estudando as desintegrações moleculares dos mais quentes e brilhantes.

KELT-9b permanecerá firmemente categorizado entre os mundos inabitáveis. Os astrónomos tomaram conhecimento do seu ambiente extremamente hostil em 2017, quando foi detetado pela primeira vez usando o sistema KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope) – um esforço combinado que envolve observações de dois telescópios robóticos, um no sul do estado norte-americano do Arizona e outro na África do Sul.

No artigo publicado na The Astrophysical Journal Letters, a equipa científica usou o telescópio espacial Spitzer para analisar os perfis de temperatura deste gigante infernal. O Spitzer, que faz observações no infravermelho, pode medir variações subtis no calor. Repetidas durante muitas horas, estas observações permitem que o Spitzer capture mudanças na atmosfera, à medida que o planeta apresenta fases enquanto orbita a estrela. Surgem diferentes metades do planeta à medida que este orbita a sua estrela.

Isto permitiu à equipa vislumbrar a diferença entre o lado diurno e noturno de KELT-9b. Neste caso, o planeta orbita tão perto a sua estrela que um “ano” – o tempo que demora a completar uma volta em torno da estrela – é de apenas dia e meio. Isto significa que sofre bloqueio de marés, apresentando sempre a mesma face à estrela (tal como a nossa Lua mostra sempre a mesma face à Terra). No lado oposto de KELT-9b, a noite dura para sempre.

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

Os modelos de computador são as principais ferramentas nessas investigações, mostrando como é provável que estas atmosferas se comportem a diferentes temperaturas. O melhor ajuste para os dados de KELT-9b foi um modelo que incluía moléculas de hidrogénio sendo separadas e reconstruídas, um processo conhecido como dissociação e recombinação.

“Se não tivermos em conta a dissociação do hidrogénio, obtemos ventos muito rápidos de 60 km/s,” disse Mansfield. “É pouco provável.”

KELT-9b não apresenta grandes diferenças de temperatura entre o lado diurno e noturno, sugerindo fluxo de calor de um para o outro. E a “mancha quente” no lado diurno, que deverá estar diretamente sobre a estrela deste planeta, foi desviada da posição esperada. Os cientistas não sabem porquê – mais um mistério a ser resolvido neste planeta estranho e quente.

// NASA/JPL (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais:

KELT-9b:
NASA
Exoplanet.eu
Wikipedia

Júpiteres quentes:
Wikipedia

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

Telescópio Espacial Spitzer:
Página oficial 
NASA
Centro Espacial Spitzer 
Wikipedia

Telescópios KELT:
Página principal
Wikipedia