Vários enormes gigantes gasosos tiveram os componentes de sua atmosfera examinados, mas até agora, as atmosferas de planetas menores provaram ser mais evasivas. Neste novo estudo, os cientistas descobriram vestígios de água no planeta HAT-P 11b, que orbita uma estrela a 124 anos-luz da Terra, na constelação de Cygnus.
“A água é a molécula mais abundante que podemos observar diretamente em exoplanetas, e esperamos que ela seja predominante nas atmosferas dos planetas superiores a estas temperaturas”, disse o autor Jonathan Fraine em uma entrevista por email. Fraine, um estudante de graduação da Universidade de Maryland, trabalhou com uma equipe liderada por Drake Deming, também da Universidade de Maryland.
Examinando atmosferas planetárias
Conforme um planeta passa, ou transita, entre a Terra e seu sol, ele bloqueia a luz da estrela. Essa variação na luz é como muitos exoplanetas são descobertos. Mas esses trânsitos também permitem aos astrônomos estudar as atmosferas dos exoplanetas. Ao observar o espectro de luz que passa através da atmosfera de um exoplaneta, os cientistas podem determinar do que ela é feita.
HAT P-11b, um planeta aproximadamente com 4 vezes o raio da Terra, tem uma composição de 90% de hidrogênio, com traços de vapor de água. O planeta orbita seu sol a cada cinco dias, a uma distância que é apenas um vigésimo da distância Terra-Sol (que é 150 milhões de quilômetros). Como resultado, a temperatura é muito alta, atingindo escaldantes 605 graus Celsius.
Os cientistas têm vindo a estudar as atmosferas de planetas semelhantes a Júpiter durante anos, mas os planetas menores produzem um sinal menor que é mais difícil de se observar. Para o novo estudo, os pesquisadores examinaram as atmosferas de outros quatro exoplanetas menores – dois aproximadamente do tamanho de Netuno e duas super-Terras – mas os resultados foram inexpressivos.
“Nós, de fato, temos a tecnologia para observar exoplanetas do tamanho de Netuno, e até mesmo super-Terras”, disse Fraine.
Mas as composições químicas dos outros quatro planetas foram bloqueadas por um fenômeno familiar – nuvens.
“Não é loucura pensar que deve haver nuvens nessas atmosferas de exoplanetas, porque vemos nuvens em todas as atmosferas planetárias de nosso sistema solar”, disse Kempton.
Além de aprender mais sobre as atmosferas de exoplanetas, os cientistas também pode usar HAT P-11b para entender mais sobre o interior do planeta e sua formação.
A atmosfera superior de um planeta é resultado do que acontece tanto acima e abaixo dele. O ato de equilíbrio envolve a irradiação de sua estrela e dos raios cósmicos do lado de fora, bem como produtos químicos e sistemas dinâmicos mais baixos na atmosfera.
A composição da atmosfera do planeta suporta o modelo de acreção de núcleo de formação planetária, onde as partículas menores se combinam para criar partículas maiores e maiores, eventualmente atingindo proporções planetárias.
“A acreção do núcleo prevê que os planetas são construídos de dentro para fora”, disse Fraine.
“HAT P-11b provavelmente tem uma atmosfera relativamente pobre em hidrogênio, o que implica que foi formado a partir do material rochoso que mais tarde adquiriu uma espessa atmosfera acima dele, que é o que o modelo de acreção de núcleo prevê.”
Por causa de seu papel crucial no equilíbrio, o vapor de água detectado na atmosfera do exoplaneta desempenhou um papel importante na modelagem de sua formação e evolução.
“A longo prazo, se podemos detectar água, metano, monóxido de carbono, dióxido de carbono, etc, em dezenas a centenas de atmosferas de exoplanetas de várias propriedades em massa, então seremos capazes de pintar um quadro muito mais claro de como os planetas se formam , e, da mesma forma, de como a Terra se formou”, disse Fraine
