O Hubble Revela um Novo Tipo de Planeta

 

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O GJ 1214b mostrada nesta concepção artística, é uma super-Terra orbitando uma estrela anã vermelha a 40 anos-luz da Terra. Novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA mostram que ele é um mundo aquoso envolto por uma atmosfera densa e enevoada. O GJ 1214b, portanto, representa um novo tipo de mundo, como nada visto no nosso Sistema Solar ou em qualquer outro sistema planetário conhecido atualmente. Crédito: David A. Aguilar (CfA)

Nosso Sistema Solar contém três tipos de planetas: mundos telúricos (terrestres), rochosos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte); gigantes gasosos (Júpiter e Saturno) e gigantes de gelo (Urano e Netuno). Planetas orbitando estrelas distantes vêm em uma variedade ainda maior, incluindo mundos de lava e “Júpiteres quentes”.

Observações pelo Hubble Space Telescope (Telescópio Espacial Hubble) da NASA adicionaram um novo tipo de planeta à mistura. Analisando o mundo previamente descoberto GJ 1214b, o astrônomo Zachory Berta do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Centro para Astrofísica Harvard-Smithsonian) – o CfA – e seus colegas provaram que é um mundo de água envolto por uma atmosfera densa e enevoada.

GJ 1214b não é como qualquer outro planeta que conhecemos”, disse Berta. “Uma enorme fração de sua massa é feita de água”.

O GJ 1214b foi descoberto em 2009 pelo Projeto MEarth (em inglês se pronuncia como se fosse “mirth”) baseado em terra, que é liderado por David Charbonneau do CfA. Esta super-Terra tem aproximadamente 2,7 vezes o diâmetro da Terra e pesa quase 7 vezes mais. Ela orbita uma estrela anã vermelha a cada 38 horas a uma distância de uns 2 milhões de quilômetros, dando a ela uma estimativa de temperatura de 230 graus Celsius.

Em 2010, o cientista da CfA Jacob Bean e seus colegas reportaram que eles haviam medido a atmosfera de GJ 1214b, descobrindo que provavelmente a atmosfera era composta principalmente de água. No entanto, suas observações poderiam também ser explicadas pela presença de um nevoeiro em escala global na atmosfera de GJ 1214b.

Berta e seus co-autores usaram o instrumento WFC3 do Hubble para estudar GJ 1214b quando ele cruzou em frente a sua estrela hospedeira. Durante tal trânsito, a luz da estrela é filtrada através da atmosfera do planeta, dando pistas para a mistura de gases.

“Nós estamos usando o Hubble para medir a cor infravermelha do pôr do Sol neste mundo”, explica Berta.

A super-Terra GJ 1214b, que tem 6,5 vezes a massa da nossa Terra, orbita sua estrela a cada 38 horas a uma distância de apenas 2 milhões de quilômetros. Os astrônomos estimam que a temperatura do planeta seja de uns 200 graus Celsius. Apesar de quente como um forno, ainda é mais frio que qualquer outro planeta conhecido em trânsito porque ele orbita uma estrela muito opaca. Uma vez que o GJ 1214b cruza em frente à sua estrela, os astrônomos são capazes de medir seu raio, que é umas 2,7 vezes o da Terra. Isto faz do GJ 1214b um dos dois menores mundos em trânsito que os astrônomos descobriram até hoje.
Crédito: David A. Aguilar, CfA

Nevoeiros são mais transparentes para a luz infravermelha que para a luz visível, então as observações do Hubble ajudam a dizer a diferença entre uma atmosfera com vapor ou enevoada.

Eles descobriram que o espectro do GJ 1214b não tem traços característicos sobre uma ampla gama de comprimentos de onda, ou cores. O modelo atmosférico mais evidente com os dados do Hubble é de uma atmosfera densa de vapor d’água.

“As medições do Hubble realmente pendem a balança em favor de uma atmosfera enevoada”, disse Berta.
Uma vez que a massa e tamanho do planeta são conhecidos, os astrônomos podem calcular a densidade, que é de uns 2 gramas por centímetro cúbico. A água tem uma densidade de 1 g/cm3, enquanto a densidade média da Terra é de 5,5 g/cm3. Isto sugere que o GJ 1214b tem muito mais água que a Terra e muito menos rocha.
Como resultado, a estrutura interna do GJ 1214b seria bem diferente do nosso mundo.

“As altas temperaturas e pressões formariam materiais exóticos como ‘gelo quente’ ou água superfluida” – substâncias que são completamente alienígenas para nossa experiência do dia a dia”, contou Berta.

Os teóricos supõem que o GJ 1214b se formou bem longe de sua estrela, onde gelo de água era abundante e migrou para dentro do sistema cedo na história dele. No processo, ele teria passado através da zona habitável da estrela. Por quanto tempo ele se deteve lá é desconhecido.

O GJ 1214b está localizado na direção da constelação Ophiuchus e apenas 40 anos-luz da Terra.

Consequentemente é o principal candidato a estudo pelo James Webb Space Telescope (Telescópio Espacial James Webb) da próxima geração.

Um artigo reportando estes resultados foi aceito para publicação na The Astrophysical Journal e está disponível online: http://dx.doi.org/10.1088/0004-637X/747/1/35.

This story was originally published in English.

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