{"id":7012,"date":"2024-05-24T06:24:40","date_gmt":"2024-05-24T05:24:40","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7012"},"modified":"2024-05-24T06:24:41","modified_gmt":"2024-05-24T05:24:41","slug":"webb-desvenda-o-caso-de-um-exoplaneta-inchado","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/05\/24\/webb-desvenda-o-caso-de-um-exoplaneta-inchado\/","title":{"rendered":"Webb desvenda o caso de um exoplaneta inchado"},"content":{"rendered":"
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Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra o poss\u00edvel aspeto do exoplaneta WASP-107 b, com base em dados recentes recolhidos pelo Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA, juntamente com observa\u00e7\u00f5es anteriores do Hubble e de outros telesc\u00f3pios espaciais e terrestres.\nWASP-107 b \u00e9 um exoplaneta do tipo “Neptuno quente” que orbita uma estrela relativamente pequena e fria a cerca de 210 anos-luz da Terra, na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de Virgem. O planeta tem cerca de 80% do tamanho de J\u00fapiter em termos de volume, mas tem uma massa inferior a 10% da de J\u00fapiter, o que o torna um dos exoplanetas menos densos conhecidos.\nWASP-107 b orbita a sua estrela a uma dist\u00e2ncia de cerca de 8 milh\u00f5es de quil\u00f3metros (0,055 unidades astron\u00f3micas, ou UA), completando uma \u00f3rbita em 5,72 dias. O planeta sofre acoplamento de mar\u00e9: gira \u00e0 mesma velocidade a que orbita a estrela, o que significa que um lado est\u00e1 permanentemente iluminado e o outro em escurid\u00e3o cont\u00ednua, pelo que n\u00e3o h\u00e1 ciclo dia-noite. A \u00f3rbita de WASP-107 b \u00e9 ligeiramente el\u00edptica, o que significa que a for\u00e7a gravitacional entre a estrela e o planeta muda continuamente \u00e0 medida que o planeta se aproxima e se afasta da estrela durante a sua \u00f3rbita.\nAs observa\u00e7\u00f5es sugerem que o planeta tem um n\u00facleo relativamente grande rodeado por uma massa relativamente pequena dos gases hidrog\u00e9nio e h\u00e9lio, inflada pelo aquecimento de mar\u00e9.\nWASP-107 b n\u00e3o foi diretamente fotografado por nenhum telesc\u00f3pio.\nCr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Dados recolhidos com o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA\/ESA\/CSA, combinados com observa\u00e7\u00f5es anteriores do Telesc\u00f3pio Espacial Hubble da NASA\/ESA, mostram surpreendentemente pouco metano (CH4) na atmosfera de WASP-107 b, indicando que o interior do planeta deve ser significativamente mais quente e o n\u00facleo muito mais massivo do que se estimava anteriormente.<\/p>\n\n\n\n

Porque \u00e9 que o exoplaneta gigante gasoso e quente WASP-107 b \u00e9 t\u00e3o inchado? Duas equipas independentes de investigadores t\u00eam uma resposta.<\/p>\n\n\n\n

Pensa-se que a temperatura inesperadamente elevada \u00e9 o resultado do aquecimento de mar\u00e9 causado pela \u00f3rbita ligeiramente n\u00e3o circular do planeta e pode explicar como \u00e9 que WASP-107 b pode ser t\u00e3o inchado sem recorrer a teorias extremas sobre a sua forma\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Os resultados, que foram poss\u00edveis gra\u00e7as \u00e0 extraordin\u00e1ria capacidade do Webb para medir a luz que passa atrav\u00e9s das atmosferas dos exoplanetas, podem explicar o incha\u00e7o de d\u00fazias de exoplanetas de baixa densidade, ajudando a resolver um mist\u00e9rio de longa data na ci\u00eancia exoplanet\u00e1ria.<\/p>\n\n\n\n

O problema com WASP-107 b<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Com mais de tr\u00eas-quartos do volume de J\u00fapiter, mas menos de um-d\u00e9cimo da sua massa, WASP-107 b, considerado um “Neptuno quente”, \u00e9 um dos exoplanetas menos densos conhecidos. Embora os planetas inchados n\u00e3o sejam invulgares, a maior parte deles s\u00e3o mais quentes e mais massivos e, por isso, mais f\u00e1ceis de explicar.<\/p>\n\n\n\n

“Com base no seu raio, massa e idade, pens\u00e1vamos que WASP-107 b tinha um n\u00facleo rochoso muito pequeno, rodeado por uma enorme massa de hidrog\u00e9nio e h\u00e9lio”, explicou Luis Welbanks da Universidade do Estado do Arizona, autor principal de um artigo cient\u00edfico publicado na Nature. “Mas era dif\u00edcil compreender como \u00e9 que um n\u00facleo t\u00e3o pequeno podia acumular tanto g\u00e1s e depois n\u00e3o crescer at\u00e9 se tornar um planeta da massa de J\u00fapiter”.<\/p>\n\n\n\n

Se WASP-107 b tem mais massa no n\u00facleo, a atmosfera deve ter-se contra\u00eddo \u00e0 medida que o planeta arrefeceu desde a sua forma\u00e7\u00e3o. Sem uma fonte de calor para reexpandir o g\u00e1s, o planeta deveria ser muito mais pequeno. Embora WASP-107 b tenha uma dist\u00e2ncia orbital de apenas 8 milh\u00f5es de quil\u00f3metros (um-s\u00e9timo da dist\u00e2ncia entre Merc\u00fario e o Sol), n\u00e3o recebe energia suficiente da sua estrela para estar t\u00e3o inchado.<\/p>\n\n\n\n

“WASP-107 b \u00e9 um alvo muito interessante para o Webb porque \u00e9 significativamente mais frio e mais parecido com Neptuno em massa do que muitos dos outros planetas de baixa densidade, os J\u00fapiteres quentes, que temos estudado”, disse David Sing da Universidade Johns Hopkins, autor principal de um outro estudo paralelo tamb\u00e9m publicado ao mesmo tempo na revista Nature. “Como resultado, devemos ser capazes de detetar metano e outras mol\u00e9culas que nos podem dar informa\u00e7\u00e3o sobre a sua qu\u00edmica e din\u00e2mica interna que n\u00e3o conseguimos obter de um planeta mais quente.”<\/p>\n\n\n

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Este espetro de transmiss\u00e3o, captado com os telesc\u00f3pios espaciais Hubble e James Webb, mostra as quantidades de diferentes comprimentos de onda (cores) da luz estelar bloqueada pela atmosfera do exoplaneta gigante gasoso WASP-107 b .
O espetro inclui luz recolhida em quatro observa\u00e7\u00f5es separadas, utilizando um total de tr\u00eas instrumentos diferentes: o WFC3 do Telesc\u00f3pio Espacial Hubble da NASA\/ESA (0,8-1,6 micr\u00f3metros), o NIRCam do Webb (2,4-4,0 micr\u00f3metros e 3,9-5,0 micr\u00f3metros) e o MIRI do Webb (5-12 micr\u00f3metros). Cada conjunto de medi\u00e7\u00f5es foi efetuado observando o sistema estrela-planeta durante cerca de 10 horas antes, durante e depois do tr\u00e2nsito, \u00e0 medida que o planeta se movia pela face da estrela.
Comparando o brilho da luz filtrada atrav\u00e9s da atmosfera do planeta (luz transmitida) com a luz estelar n\u00e3o filtrada, \u00e9 poss\u00edvel calcular a quantidade de cada comprimento de onda que \u00e9 bloqueada pela atmosfera. Uma vez que cada mol\u00e9cula absorve uma combina\u00e7\u00e3o \u00fanica de comprimentos de onda, o espetro de transmiss\u00e3o pode ser usado para determinar a abund\u00e2ncia de v\u00e1rios gases.
Este espetro mostra evid\u00eancias claras da presen\u00e7a de \u00e1gua (H2O), di\u00f3xido de carbono (CO2), mon\u00f3xido de carbono (CO), metano (CH4), di\u00f3xido de enxofre (SO2) e amon\u00edaco (NH3) na atmosfera do planeta, permitindo aos investigadores estimar a sua temperatura interior e a massa do seu n\u00facleo.
Esta cobertura de comprimentos de onda, do \u00f3tico ao infravermelho m\u00e9dio, \u00e9 a mais ampla de qualquer espetro de transmiss\u00e3o exoplanet\u00e1rio at\u00e9 \u00e0 data, e inclui a primeira dete\u00e7\u00e3o de amon\u00edaco na atmosfera de um exoplaneta.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Um tesouro de mol\u00e9culas anteriormente indetet\u00e1veis<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O raio gigante de WASP-107 b, a sua atmosfera alargada e a sua \u00f3rbita tornam-no ideal para a espetroscopia de transmiss\u00e3o, um m\u00e9todo utilizado para identificar os v\u00e1rios gases na atmosfera de um exoplaneta com base na forma como afetam a luz estelar.<\/p>\n\n\n\n

Combinando observa\u00e7\u00f5es do instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) e do MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb e do WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble, a equipa de Welbanks conseguiu construir um amplo espetro de 0,8 a 12,2 micr\u00f3metros da luz absorvida pela atmosfera de WASP-107 b. Usando o espetr\u00f3grafo NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb, a equipa de Sing construiu um espetro independente que cobre 2,7 a 5,2 micr\u00f3metros.<\/p>\n\n\n\n

A precis\u00e3o not\u00e1vel dos dados permite n\u00e3o s\u00f3 detetar, mas tamb\u00e9m medir as abund\u00e2ncias de uma grande quantidade de mol\u00e9culas, incluindo vapor de \u00e1gua (H2O), metano (CH4), di\u00f3xido de carbono (CO2), mon\u00f3xido de carbono (CO), di\u00f3xido de enxofre (SO2) e amon\u00edaco (NH3).<\/p>\n\n\n\n

“Com a espetroscopia NIRSpec do Webb obtemos uma vis\u00e3o direta da qu\u00edmica de WASP-107 b”, disse Stephan Birkmann da ESA e investigador principal das observa\u00e7\u00f5es NIRSpec do estudo. “A espetroscopia NIRSpec permite-nos sondar a composi\u00e7\u00e3o atmosf\u00e9rica do planeta e complementa perfeitamente as observa\u00e7\u00f5es MIRI e NIRCam.”<\/p>\n\n\n\n

G\u00e1s em ebuli\u00e7\u00e3o, interior quente e n\u00facleo massivo<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ambos os espetros mostram uma surpreendente aus\u00eancia de metano na atmosfera de WASP-107 b: um-mil\u00e9simo da quantidade esperada com base na sua temperatura presumida.<\/p>\n\n\n\n

“Isto \u00e9 uma evid\u00eancia de que o g\u00e1s quente das profundezas do planeta deve estar a misturar-se vigorosamente com as camadas mais frias a montante”, explicou Sing. “O metano \u00e9 inst\u00e1vel a altas temperaturas. O facto de termos detetado t\u00e3o pouco, apesar de termos detetado outras mol\u00e9culas com carbono, diz-nos que o interior do planeta deve ser significativamente mais quente do que pens\u00e1vamos.”<\/p>\n\n\n

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Este espetro de transmiss\u00e3o, captado com o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb, mostra as quantidades de diferentes comprimentos de onda (cores) da luz estelar no infravermelho pr\u00f3ximo bloqueadas pela atmosfera do exoplaneta gigante gasoso WASP-107 b .
O espetro foi obtido atrav\u00e9s da observa\u00e7\u00e3o do sistema estrela-planeta durante cerca de 8,5 horas antes, durante e depois do tr\u00e2nsito, \u00e0 medida que o planeta se movia pela face da estrela.
Ao comparar o brilho da luz filtrada atrav\u00e9s da atmosfera do planeta (luz transmitida) com a luz estelar n\u00e3o filtrada, \u00e9 poss\u00edvel calcular a quantidade de cada comprimento de onda que \u00e9 bloqueada pela atmosfera. Uma vez que cada mol\u00e9cula absorve uma combina\u00e7\u00e3o \u00fanica de comprimentos de onda, o espetro de transmiss\u00e3o pode ser usado para determinar a abund\u00e2ncia de v\u00e1rios gases.
Este espetro mostra evid\u00eancias claras da presen\u00e7a de \u00e1gua (H2O), di\u00f3xido de carbono (CO2), mon\u00f3xido de carbono (CO), metano (CH4) e di\u00f3xido de enxofre (SO2) na atmosfera do planeta, permitindo aos investigadores estimar a sua temperatura interior e a massa do seu n\u00facleo.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Uma fonte prov\u00e1vel da extra energia interna de WASP-107 b \u00e9 o aquecimento de mar\u00e9 causado pela sua \u00f3rbita ligeiramente el\u00edptica. Com a dist\u00e2ncia entre a estrela e o planeta a mudar continuamente ao longo da \u00f3rbita de 5,7 dias, a atra\u00e7\u00e3o gravitacional tamb\u00e9m muda, esticando o planeta e aquecendo-o.<\/p>\n\n\n\n

Os investigadores j\u00e1 tinham proposto que o aquecimento provocado pelas mar\u00e9s poderia ser a causa do incha\u00e7o de WASP-107 b, mas at\u00e9 aos resultados do Webb, n\u00e3o havia evid\u00eancias.<\/p>\n\n\n\n

Uma vez estabelecido que o planeta tem calor interno suficiente para agitar completamente a atmosfera, as equipas aperceberam-se que os espetros poderiam tamb\u00e9m fornecer uma nova forma de estimar o tamanho do n\u00facleo.<\/p>\n\n\n\n

“Se soubermos quanta energia existe no planeta e que propor\u00e7\u00e3o do planeta \u00e9 constitu\u00edda por elementos mais pesados, como o carbono, o azoto, o oxig\u00e9nio e o enxofre, e quanto \u00e9 constitu\u00edda por hidrog\u00e9nio e h\u00e9lio, podemos calcular quanta massa deve existir no n\u00facleo”, explicou Daniel Thorngren da Universidade Johns Hopkins.<\/p>\n\n\n\n

Ao que parece, o n\u00facleo tem pelo menos o dobro da massa inicialmente estimada, o que faz mais sentido em termos da forma\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria.<\/p>\n\n\n\n

Em suma, WASP-107 b n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o misterioso como parecia.<\/p>\n\n\n\n

“Os dados do Webb dizem-nos que planetas como WASP-107 b n\u00e3o tiveram de se formar de uma forma estranha, com um n\u00facleo superpequeno e um enorme inv\u00f3lucro gasoso”, explicou Mike Line da Universidade do Estado do Arizona. “Em vez disso, podemos pegar em algo mais parecido com Neptuno, com muita rocha e n\u00e3o tanto g\u00e1s, aumentar a temperatura e fazer com que tenha o aspeto que tem”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ ESA\/Webb (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ NASA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ STScI (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade do Estado do Arizona (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade Johns Hopkins (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Laborat\u00f3rio Nacional Lawrence Livermore (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico por L. Welbanks, et al. (Nature)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico por L. Welbanks, et al. (arXiv.org)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico por D. Sing, et al. (Nature)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico por D. Sing, et al. (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
EurekAlert!<\/a>
SPACE.com<\/a>
Astrobiology<\/a>
ScienceDaily<\/a>
PHYSORG<\/a>
Newsweek<\/a><\/p>\n\n\n\n

WASP-107 b:<\/strong>
NASA<\/a>
ipac<\/a>
Exoplanet.eu<\/a>
Universidade de Quioto<\/a><\/p>\n\n\n\n

Exoplanetas:
<\/strong>Wikipedia<\/a>
Lista de planetas (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas potencialmente habit\u00e1veis (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas mais pr\u00f3ximos (Wikipedia)<\/a>
Lista de extremos (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas candidatos a albergar \u00e1gua l\u00edquida (Wikipedia)<\/a>
Open Exoplanet Catalogue<\/a>
NASA<\/a>
Exoplanet.eu<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
X\/Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Ciclo 3 GO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 GTO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 DDT do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Telesc\u00f3pio Espacial Hubble:
<\/strong>Hubble, NASA<\/a> 
ESA<\/a>
Hubblesite<\/a>
STScI<\/a>
SpaceTelescope.org<\/a>
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telesc\u00f3pios Espaciais<\/a>
Arquivo de Ci\u00eancias do eHST<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra o poss\u00edvel aspeto do exoplaneta WASP-107 b, com base em dados recentes recolhidos pelo Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA, juntamente com observa\u00e7\u00f5es anteriores do Hubble e de outros telesc\u00f3pios espaciais e terrestres. WASP-107 b \u00e9 um exoplaneta do tipo “Neptuno quente” que orbita uma estrela relativamente pequena e fria a cerca …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":7013,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[72,16,1],"tags":[147,150,387,1002],"class_list":["post-7012","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","","category-exoplanetas","category-sondas-missoes-espaciais","category-telescopios-profissionais","tag-exoplaneta","tag-hubble","tag-jwst","tag-wasp-107b"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7012","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7012"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7012\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7014,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7012\/revisions\/7014"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7013"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7012"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7012"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7012"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}