Usando a luz da estrela que orbita, os astrônomos observaram a atmosfera de um exoplaneta a 850 anos-luz de distância. Não apenas qualquer exoplaneta, mas um dos mais quentes que já encontramos – e pelo menos sete metais já foram identificados flutuando em sua atmosfera como gás.
O exoplaneta é WASP-121b, um tipo de planeta que chamamos de Júpiter quente. Isso porque é um gigante gasoso tão perto de suas estrelas que sua temperatura rivaliza com a das próprias estrelas.
O WASP-121b é muito famoso, no que diz respeito aos exoplanetas. Foi descoberto pela primeira vez em 2015, um exoplaneta com cerca de 1,18 vezes a massa e 1,81 vezes o tamanho de Júpiter, em uma órbita próxima de apenas 1,27 dias. Dois anos depois, tornou-se o primeiro exoplaneta em cuja estratosfera foi encontrada água – embora, devido ao calor extremo do planeta, seja altamente improvável que seja habitável.
Agora, os astrônomos observaram mais de perto a atmosfera do exoplaneta e o que descobriram os surpreendeu.
Em temperaturas entre 2.500 e 3.000 graus Celsius, não é o mais quente desses exoplanetas que vimos.
Mas é tão quente que sua atmosfera deveria ser muito mais simples do que os astrônomos observaram em estudos anteriores – moléculas complexas não deveriam ser capazes de se formar em temperaturas tão altas.
Esses estudos anteriores sugeriram que as moléculas contendo o metal raro vanádio e uma falta de titânio poderiam explicar o espectro em observações anteriores da atmosfera de WASP-121b.
“Estudos anteriores tentaram explicar essas observações complexas com teorias que não pareciam plausíveis para mim”, disse o astrônomo Jens Hoeijmakers, das Universidades de Berna e Genebra, na Suíça.
“Mas descobrimos que eles estavam certos. Para minha surpresa, na verdade encontramos fortes assinaturas de vanádio nas observações.”
Perscrutar atmosferas de exoplanetas não é uma coisa fácil de fazer. Primeiro, você precisa que o exoplaneta passe entre nós e a estrela. Esta é, na verdade, uma boa maneira de encontrar exoplanetas em primeiro lugar – você procura quedas regulares e realmente fracas na luz das estrelas para dizer que algo grande está orbitando a estrela.
Para estudar a atmosfera, você precisa de sinais ainda mais fracos.
À medida que o exoplaneta passa na frente da estrela, parte de sua luz passa pela atmosfera. Dependendo dos elementos presentes na atmosfera, alguns comprimentos de onda da luz serão absorvidos e intensificados. Se você puder obter um espectro completo de comprimentos de onda, eles aparecerão como linhas de absorção e emissão.
Como você pode imaginar, o sinal não é muito forte e há muito ruído. Portanto, para começar, você precisa de boas ferramentas de redução de ruído que não destruam os dados de que você precisa.
O sinal também pode ser ampliado e clarificado pegando múltiplos espectros de trânsito e empilhando-os – assim, exoplanetas com períodos orbitais curtos que nos permitem obter mais espectros de trânsito serão mais fáceis de analisar. Um exoplaneta em uma órbita de 12 anos como a de Júpiter não seria um candidato ideal, por exemplo. Mas a órbita estreita do WASP-121b funciona bem.
Para obter um espectro forte para WASP-121b, Hoeijmakers e sua equipe usaram três trânsitos previamente observados usando o instrumento espectrógrafo HARPS no telescópio La Silla 3,6m do Observatório Europeu do Sul e reprocessaram os dados.
E eles encontraram um coquetel metálico interessante na atmosfera do exoplaneta. Houve o vanádio acima mencionado, é claro. Além disso, a equipe identificou as assinaturas espectrais de ferro, cromo, cálcio, sódio, magnésio e níquel. Notavelmente, não há titânio – consistente com as descobertas anteriores.
“Todos os metais evaporaram como resultado das altas temperaturas prevalecentes no WASP-121b, garantindo assim que o ar no exoplaneta consistisse de metais evaporados, entre outras coisas”, explicou Hoeijmakers.
Júpiteres quentes são planetas muito misteriosos e essas análises de suas atmosferas podem nos ajudar a entendê-los. Não sabemos por que ou como eles estão tão perto de suas estrelas, e aprender sobre o que está em suas atmosferas pode nos ajudar a descobrir se eles se formaram lá ou se migraram de uma órbita mais distante.
Mas esses estudos também estão ajudando a desenvolver o kit de ferramentas para sondar planetas em busca de vida alienígena. O que hoje usamos para identificar o ferro e o sódio poderia, com equipamentos mais sensíveis, um dia ajudar a encontrar as moléculas produzidas e usadas pelos organismos vivos, como o oxigênio e o metano.
“Depois de anos catalogando o que está lá fora, agora não estamos mais apenas fazendo medições”, disse Hoeijmakers.
“Estamos realmente começando a entender o que os dados dos instrumentos nos mostram. Como os planetas se parecem e diferem uns dos outros. Da mesma forma, talvez, que Charles Darwin começou a desenvolver a teoria da evolução após caracterizar inúmeras espécies de animais, nós estão começando a entender mais sobre como esses exoplanetas foram formados e como funcionam.”
A pesquisa foi publicada na Astronomy & Astrophysics.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos! 
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentário.
