Astrónomos da Universidade de Warwick descobriram o núcleo
sobrevivente de um gigante gasoso em órbita de uma estrela distante,
oferecendo uma visão sem precedentes do interior de um planeta.
O núcleo, que é do mesmo tamanho que Neptuno no nosso Sistema Solar,
pensa-se que seja um gigante gasoso ou despojado da sua atmosfera de gás
ou que não conseguiu formar uma atmosfera na sua juventude.
A equipa do Departamento de Física da Universidade de Warwick relata a
descoberta num artigo publicado nesta quarta-feira na revista Nature, e pensa-se ser a primeira vez que foi observado o núcleo exposto de um planeta. E fornece a oportunidade única de espiar o interior de um planeta e aprender mais sobre a sua composição.
Localizado em torno de uma estrela muito parecida com a nossa, a
aproximadamente 730 anos-luz de distância, o núcleo exoplanetário,
chamado TOI-849b, orbita tão perto da sua estrela hospedeira que o seu
ano equivale a 18 horas terrestres. E a temperatura à superfície ronda
os 1800K.
TOI-849b foi descoberto num levantamento de estrelas pelo TESS
(Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, usando o método de
trânsito: observando estrelas em busca da reveladora queda de brilho que
indica que um planeta passou à sua frente.
Estava localizado no “deserto de Neptuno” – um termo usado pelos
astrónomos para uma região próxima das estrelas onde raramente vemos
planetas com a massa de Neptuno ou maior. O sinal de trânsito foi
confirmado e refinado usando observações com dez telescópios do NGTS
(Next-Generation Transit Survey), liderado pela Universidade de Warwick,
baseado no Observatório Paranal do ESO no Chile.
Os telescópios NGTS foram construídos especificamente para detetar
as diminuições muito ténues de brilho estelar devido a trânsitos
exoplanetários: neste caso uma diminuição de brilho de apenas um-décimo
de um por cento.
O objeto foi então analisado com o instrumento HARPS, num programa
liderado pela Universidade de Warwick, no Observatório La Silla do ESO
no Chile. O HARPS utiliza o efeito Doppler para medir a massa dos
exoplanetas, medindo a sua “oscilação” – pequenos movimentos na nossa
direção e para longe de nós que se registam como pequenas mudanças no
espectro de luz da estrela.
A equipa determinou que a massa do objeto é 2-3 vezes maior que Neptuno, mas também é incrivelmente denso, com todo o material que compõe essa massa compactado num objeto do mesmo tamanho.
O Dr. David Armstrong, autor principal do estudo e do Departamento de
Física da Universidade de Warwick, disse: “Embora este seja um planeta
extraordinariamente massivo, está muito longe de ser o mais massivo que
conhecemos. Mas é o mais massivo que conhecemos para o seu tamanho e
extremamente denso para algo do tamanho de Neptuno, o que nos diz que
este planeta tem uma história muito invulgar”.
“O facto de estar num local estranho para a sua massa também ajuda – não vemos planetas com esta massa e com estes períodos orbitais curtos”.
“TOI-849b é o planeta terrestre mais massivo – que tem uma densidade
parecida à da Terra – já descoberto. Esperaríamos que um planeta tão
grande tivesse acumulado grandes quantidades de hidrogénio e hélio
quando se formou, crescendo para algo semelhante a Júpiter. O facto de
não vermos estes gases permite-nos saber que este é um núcleo planetário
exposto. “É a primeira vez que descobrimos um núcleo exposto intacto de
um gigante gasoso em torno de uma estrela.”
Existem duas teorias para o motivo pelo qual estamos a ver o núcleo
do planeta, em vez de um típico gigante gasoso. A primeira diz que já foi semelhante a Júpiter, mas que perdeu todo o seu gás através de uma variedade de métodos.
Isto pode incluir perturbações de marés, onde o planeta é despojado
devido a orbitar demasiado perto da sua estrela, ou até mesmo devido a
uma colisão com outro planeta. A fotoevaporação da atmosfera a larga
escala também pode desempenhar um papel, mas não pode ser responsável
por todo o gás perdido.
Como alternativa, poderá ser um gigante gasoso “falhado”.
Os cientistas pensam que uma vez formado o núcleo do gigante gasoso,
que aconteceu algo errado e nunca conseguiu formar uma atmosfera. Isto
pode ter ocorrido devido a uma divisão no disco de poeira a partir do
qual o planeta se formou, ou caso se tenha formado mais tarde, que o
disco ficou sem material. O Dr. Armstrong acrescenta: “De uma forma ou
de outra, ou TOI-849b costumava ser um gigante de gás ou é um gigante
gasoso ‘falhado’.
“É a primeira vez que vemos algo do género, o que nos diz que
planetas com este existem e que mais podem ser encontrados. Temos a
oportunidade de olhar para o núcleo de um planeta de uma maneira que não
podemos fazer no nosso próprio Sistema Solar. Por exemplo, ainda
existem questões em aberto sobre a natureza do núcleo de Júpiter, de
modo que exoplanetas tão estranhos e invulgares como este dão-nos uma
janela para a formação planetária que não temos outra maneira de
explorar.
“Embora ainda não tenhamos informações sobre a sua composição
química, podemos fazer observações de acompanhamento com outros
telescópios. Dado que TOI 849 b está tão perto da estrela, qualquer
atmosfera restante em torno do planeta precisa de ser constantemente
reabastecida do núcleo. Portanto, se pudermos medir essa atmosfera,
podemos ter uma ideia da composição do próprio núcleo.”
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