Estudo da Nasa descobre atmosfera inesperadamente primitiva em torno de "Netuno quente"
A análise é um dos estudos mais detalhados até hoje de um "Neptuno quente", ou um planeta que é do tamanho de Netuno e próximo de sua estrela. Os pesquisadores determinaram que a atmosfera do HAT-P-26b é relativamente livre de nuvens e tem uma forte assinatura de água, embora o planeta não seja um mundo de água. Esta é a melhor medida de água até hoje em um exoplaneta desse tamanho.
A descoberta de uma atmosfera com essa composição neste exoplaneta tem implicações sobre como os cientistas pensam sobre o nascimento e o desenvolvimento de sistemas planetários. Comparado a Netuno e Urano, os planetas em nosso sistema solar com aproximadamente a mesma massa, o HAT-P-26b provavelmente se formou mais perto de sua estrela hospedeira ou mais tarde no desenvolvimento de seu sistema planetário, ou ambos.
"Os astrônomos apenas começaram a investigar as atmosferas desses planetas de massa de Netuno distantes e, quase imediatamente, encontramos um exemplo que vai contra a tendência em nosso sistema solar", disse Hannah Wakeford, pesquisadora de pós-doutorado no Goddard Space Flight Center da NASA. em Greenbelt, Maryland, e principal autor do estudo publicado na edição de 12 de maio de 2017 da Science. "Este tipo de resultado inesperado é porque eu realmente amo explorar as atmosferas de planetas alienígenas."
Para estudar a atmosfera do HAT-P-26b, os pesquisadores usaram dados de trânsitos - ocasiões em que o planeta passava na frente de sua estrela hospedeira. Durante um trânsito, uma fração da luz das estrelas é filtrada pela atmosfera do planeta, que absorve alguns comprimentos de onda de luz, mas não outros. Ao observar como as assinaturas da luz das estrelas mudam como resultado dessa filtragem, os pesquisadores podem trabalhar para trás para descobrir a composição química da atmosfera.
Neste caso, a equipe reuniu dados de quatro trânsitos medidos pelo Hubble e dois vistos pelo Spitzer. Juntas, essas observações cobriam uma ampla faixa de comprimentos de onda, desde a luz amarela até a região do infravermelho próximo.
"Ter tanta informação sobre um Netuno quente ainda é rara, então analisar esses conjuntos de dados simultaneamente é uma conquista em si", disse a coautora Tiffany Kataria, do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, em Pasadena, Califórnia.
Como o estudo forneceu uma medida precisa da água, os pesquisadores puderam usar a assinatura da água para estimar a metalicidade do HAT-P-26b. Os astrônomos calculam a metalicidade, uma indicação de quão rico o planeta é, em todos os elementos, mais pesado que o hidrogênio e o hélio, porque lhes dá pistas sobre como um planeta se formou.
Para comparar planetas por suas propriedades metálicas, os cientistas usam o sol como um ponto de referência, quase como descrever o quanto as bebidas com cafeína têm comparando-as a uma xícara de café. Júpiter tem uma metalicidade de 2 a 5 vezes a do sol. Para Saturno, é cerca de 10 vezes mais que o sol. Esses valores relativamente baixos significam que os dois gigantes gasosos são feitos quase inteiramente de hidrogênio e hélio.
Os gigantes do gelo, Netuno e Urano, são menores que os gigantes gasosos, mas mais ricos nos elementos mais pesados, com propriedades metálicas de cerca de 100 vezes a do Sol. Então, para os quatro planetas exteriores do nosso sistema solar, a tendência é que as metálicas sejam menores para os planetas maiores.
Os cientistas acham que isso aconteceu porque, à medida que o sistema solar tomava forma, Netuno e Urano se formaram em uma região na periferia do imenso disco de poeira, gás e detritos que giravam em torno do sol imaturo. Resumindo o complicado processo de formação planetária em poucas palavras: Netuno e Urano teriam sido bombardeados com um monte de detritos de gelo que era rico em elementos mais pesados. Júpiter e Saturno, que se formaram em uma parte mais quente do disco, teriam encontrado menos detritos gelados.
Dois planetas além do nosso sistema solar também se encaixam nessa tendência. Um é o planeta massa de Netuno HAT-P-11b. O outro é o WASP-43b, um gigante de gás duas vezes mais massivo que Júpiter.
Mas Wakeford e seus colegas descobriram que o HAT-P-26b está na moda. Eles determinaram que sua metalicidade é apenas cerca de 4,8 vezes a do Sol, muito mais próxima do valor de Júpiter do que de Netuno.
"Esta análise mostra que há muito mais diversidade nas atmosferas desses exoplanetas do que esperávamos, o que é fornecer insights sobre como os planetas podem se formar e evoluir de forma diferente do que no nosso sistema solar", disse David K. Sing, da Universidade de Exeter e o segundo autor do artigo. "Eu diria que tem sido um tema nos estudos de exoplanetas: os pesquisadores continuam encontrando uma diversidade surpreendente".
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A atmosfera do distante "Neptuno quente" HAT-P-26b,
é inesperadamente primitiva, composta principalmente de hidrogênio e hélio.
Ao combinar observações dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA,
os pesquisadores determinaram que, ao contrário de Netuno e Urano,
o exoplaneta tem metalicidade relativamente baixa, uma indicação do quão
rico o planeta é em todos os elementos mais pesado que hidrogênio e hélio.
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A descoberta de uma atmosfera com essa composição neste exoplaneta tem implicações sobre como os cientistas pensam sobre o nascimento e o desenvolvimento de sistemas planetários. Comparado a Netuno e Urano, os planetas em nosso sistema solar com aproximadamente a mesma massa, o HAT-P-26b provavelmente se formou mais perto de sua estrela hospedeira ou mais tarde no desenvolvimento de seu sistema planetário, ou ambos.
"Os astrônomos apenas começaram a investigar as atmosferas desses planetas de massa de Netuno distantes e, quase imediatamente, encontramos um exemplo que vai contra a tendência em nosso sistema solar", disse Hannah Wakeford, pesquisadora de pós-doutorado no Goddard Space Flight Center da NASA. em Greenbelt, Maryland, e principal autor do estudo publicado na edição de 12 de maio de 2017 da Science. "Este tipo de resultado inesperado é porque eu realmente amo explorar as atmosferas de planetas alienígenas."
Para estudar a atmosfera do HAT-P-26b, os pesquisadores usaram dados de trânsitos - ocasiões em que o planeta passava na frente de sua estrela hospedeira. Durante um trânsito, uma fração da luz das estrelas é filtrada pela atmosfera do planeta, que absorve alguns comprimentos de onda de luz, mas não outros. Ao observar como as assinaturas da luz das estrelas mudam como resultado dessa filtragem, os pesquisadores podem trabalhar para trás para descobrir a composição química da atmosfera.
Neste caso, a equipe reuniu dados de quatro trânsitos medidos pelo Hubble e dois vistos pelo Spitzer. Juntas, essas observações cobriam uma ampla faixa de comprimentos de onda, desde a luz amarela até a região do infravermelho próximo.
"Ter tanta informação sobre um Netuno quente ainda é rara, então analisar esses conjuntos de dados simultaneamente é uma conquista em si", disse a coautora Tiffany Kataria, do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, em Pasadena, Califórnia.
Como o estudo forneceu uma medida precisa da água, os pesquisadores puderam usar a assinatura da água para estimar a metalicidade do HAT-P-26b. Os astrônomos calculam a metalicidade, uma indicação de quão rico o planeta é, em todos os elementos, mais pesado que o hidrogênio e o hélio, porque lhes dá pistas sobre como um planeta se formou.
Para comparar planetas por suas propriedades metálicas, os cientistas usam o sol como um ponto de referência, quase como descrever o quanto as bebidas com cafeína têm comparando-as a uma xícara de café. Júpiter tem uma metalicidade de 2 a 5 vezes a do sol. Para Saturno, é cerca de 10 vezes mais que o sol. Esses valores relativamente baixos significam que os dois gigantes gasosos são feitos quase inteiramente de hidrogênio e hélio.
Os gigantes do gelo, Netuno e Urano, são menores que os gigantes gasosos, mas mais ricos nos elementos mais pesados, com propriedades metálicas de cerca de 100 vezes a do Sol. Então, para os quatro planetas exteriores do nosso sistema solar, a tendência é que as metálicas sejam menores para os planetas maiores.
Os cientistas acham que isso aconteceu porque, à medida que o sistema solar tomava forma, Netuno e Urano se formaram em uma região na periferia do imenso disco de poeira, gás e detritos que giravam em torno do sol imaturo. Resumindo o complicado processo de formação planetária em poucas palavras: Netuno e Urano teriam sido bombardeados com um monte de detritos de gelo que era rico em elementos mais pesados. Júpiter e Saturno, que se formaram em uma parte mais quente do disco, teriam encontrado menos detritos gelados.
Dois planetas além do nosso sistema solar também se encaixam nessa tendência. Um é o planeta massa de Netuno HAT-P-11b. O outro é o WASP-43b, um gigante de gás duas vezes mais massivo que Júpiter.
Mas Wakeford e seus colegas descobriram que o HAT-P-26b está na moda. Eles determinaram que sua metalicidade é apenas cerca de 4,8 vezes a do Sol, muito mais próxima do valor de Júpiter do que de Netuno.
"Esta análise mostra que há muito mais diversidade nas atmosferas desses exoplanetas do que esperávamos, o que é fornecer insights sobre como os planetas podem se formar e evoluir de forma diferente do que no nosso sistema solar", disse David K. Sing, da Universidade de Exeter e o segundo autor do artigo. "Eu diria que tem sido um tema nos estudos de exoplanetas: os pesquisadores continuam encontrando uma diversidade surpreendente".