Uma equipa de astrónomos encontrou as pistas mais convincentes obtidas até à data de que alguns planetas fora do nosso Sistema Solar podem ser magnéticos. Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), e do telescópio Gemini North, os investigadores mediram as velocidades dos ventos em sete exoplanetas muito quentes, semelhantes a Júpiter. As observações revelaram que os ventos nestes planetas são muito provavelmente regidos por campos magnéticos, proporcionando a primeira medição fiável de magnetismo em planetas fora do Sistema Solar.
“Esta descoberta abre uma nova janela na investigação de exoplanetas. Trata-se da primeira vez que é possível comparar os ambientes magnéticos de outros mundos, um passo fundamental para, em última análise, compreender quais os planetas que podem manter-se habitáveis, conservar a sua água e, talvez, um dia, albergar vida tal como a conhecemos”, diz Julia Seidel, astrónoma no Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur, em França, e autora principal do estudo publicado hoje na Nature Astronomy.
O campo magnético da Terra influencia a nossa atmosfera de maneiras complexas e é, por isso, um factor determinante para compreendermos como é que o nosso planeta é capaz de suportar vida. Existem também campos magnéticos noutros planetas do Sistema Solar, como Júpiter e Saturno. No entanto, nos últimos 15 anos, ainda ninguém tinha conseguido medir diretamente a intensidade de campos magnéticos em exoplanetas, o que aconteceu agora.
A equipa, no entanto, não tinha como objetivo inicial medir campos magnéticos, mas sim ventos. Foram medidas as velocidades do vento em sete exoplanetas que orbitam estrelas diferentes: gigantes gasosos como Júpiter, cada um deles situado muito próximo da sua estrela anfitriã e com acoplamento de maré, ou seja, com a rotação sincronizada com a órbita. Tal como nós vemos apenas um lado da Lua, também estes planetas mantêm sempre uma face voltada para a sua estrela, o que resulta num lado diurno escaldante e num lado noturno gelado. Esta diferença de temperaturas entre os dois lados do planeta dá origem a um clima muito diferente do existente na Terra, com a criação de ventos tremendamente fortes. As velocidades dos ventos nos exoplanetas observados variam entre cerca de 7200 km/hora e mais de 25 000 km/hora. Em termos de comparação, em Júpiter os ventos mais rápidos atingem velocidades de cerca de 1500 km/hora.
“Inicialmente queríamos verificar se os ventos atmosféricos se comportavam do mesmo modo em todos os planetas quentes,” explica Seidel, que já trabalhou como astrónoma no ESO, no Chile. Para as medições, a equipa utilizou dados do instrumento ESPRESSO, instalado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama, e dum instrumento semelhante colocado no telescópio Gemini North, no Havai, EUA. [1]
Ao analisarem como é que a velocidade dos ventos variava em função da temperatura do planeta, os investigadores viram surgir um padrão muito intrigante: quanto mais quente o planeta, mais lento o vento. "Este resultado é totalmente contraintuitivo porque, em condições iguais, os planetas quentes dispõem, naturalmente, de mais energia para acelerar os ventos! Assim, suspeitámos que algo deveria estar a acontecer para fazer com que a velocidade dos ventos fosse menor nos planetas mais quentes", explica Vivien Parmentier, coautor do estudo e professor no Laboratoire Lagrange, em França.
A equipa concluiu que a explicação mais plausível para este mistério passa, muito provavelmente, pela presença de campos magnéticos na globalidade do planeta, já que estes campos podem funcionar como um travão, abrandando assim o movimento de partículas carregadas na atmosfera. Os dados permitiram aos investigadores inferir a intensidade do campo magnético em cada um dos planetas estudados, tendo-se descoberto que é comparável à dos campos encontrados no nosso Sistema Solar: aproximadamente quatro vezes mais forte do que o de Saturno, ou cerca de metade da intensidade do de Júpiter.
Campos magnéticos tão intensos poderão afetar mais do que apenas os ventos nestes planetas distantes. "Na Terra conhecemos a beleza das auroras boreais e austrais, onde partículas carregadas do Sol colidem com o nosso campo magnético e são guiadas para os pólos, colidindo com gases na atmosfera para produzir espetáculos coloridos de verde, rosa e roxo", explica a coautora do estudo Bibiana Prinoth, ex-doutoranda da Universidade de Lund, na Suécia, e atualmente astrónoma do ESO em Garching, na Alemanha. Nos exoplanetas estudados, as auroras induzidas magneticamente podem ser ainda mais espetaculares. A equipa aguarda com expetativa a chegada do Extremely Large Telescope do ESO, que ajudará a caracterizar não só grandes exoplanetas, semelhantes a Júpiter, mas também outros mais pequenos, como a Terra, possivelmente até detectando gases que possam produzir auroras nestes mundos distantes. "Gosto de imaginar que alguns destes mundos têm um céu repleto não só de estrelas, mas também de vastas cortinas de luz colorida a dançar sobre um planeta, onde em metade há um dia perpétuo e noutra metade uma noite interminável," afirma Prinoth.
Notas
[1] 50% do Gemini North pertence ao Observatório Internacional Gemini, parcialmente financiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) e operado pelo NSF NOIRLab.
Informações adicionais
Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico publicado na revista da especialidade Nature Astronomy (doi: )
A equipa é composta por: Julia V. Seidel (Observatório Europeu do Sul, Santiago, Chile [ESO Chile]; Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, França [Lagrange]), Vivien Parmentier (Lagrange), Bibiana Prinoth (Observatório de Lund, Divisão de Astrofísica, Departamento de Física, Universidade de Lund, Lund, Suécia [LU]), Thea Hood (Lagrange), Nishil Mehta (Lagrange), Brian Thorsbro (Lagrange, LU), Konstantin Batygin (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, EUA), Tristan Guillot (Lagrange), Ragnar van den Broeck (Lagrange), Florian Debras (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, França), Daniel D. B. Koll (Escola de Física, Universidade de Pequim, China), Thaddeus Komacek (Department of Physics (Atmospheric, Oceanic and Planetary Physics), University of Oxford, Oxford, Reino Unido [Oxford]), Hayley Beltz (Department of Astronomy, University of Maryland, College Park, EUA), Emily Rauscher (Department of Astronomy and Astrophysics, University of Michigan, MI, EUA), Lorenzo Pino (INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Itália), Matteo Brogi (Dipartimento di Fisica, Università di Ferrara, Ferrara, Itália; INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Turim, Itália), Joost P. Wardenier (Département de Physique, Institut Trottier de Recherche sur les Exoplanètes, Université de Montréal, Canadá [iREx]), Jacob L. Bean (Department of Astronomy & Astrophysics, University of Chicago, Chicago, EUA [Chicago]), Björn Benneke (iREx e Department of Earth, Planetary, and Space Sciences, University of California, Los Angeles, CA 90095, EUA), Jean-Michel L. B. Desert (Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amsterdão, Amsterdão, Países Baixos), Pablo Drake (Lagrange), Siddharth Gandhi (Department of Physics, University of Warwick, Coventry, Reino Unido e Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Coventry, Reino Unido), Mark Hammond (Oxford), David Kasper (Chicago), Michael R. Line (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Tempe, EUA [SESE]), Elspeth Lee (Centro do Espaço e Habitabilidade, Universidade de Berna, Berna, Suíça), Stefan Pelletier (Observatoire Astronomique de l’Université de Genève, Versoix, Suíça), Andreas Seifahrt (International Gemini Observatory/NSF NOIRLab, Tucson, EUA), Adrien Simonnin (Lagrange), Peter Smith (SESE) e Kevin B. Stevenson (JHU Applied Physics Laboratory, Laurel, EUA).
O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construímos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e partilhar com o público o fascínio pela astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Fundado em 1962 como organização intergovernamental, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, Chéquia, Suécia e Suíça), para além do Chile, o seu país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará a rede sul do Cherenkov Telescope Array Observatory, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o ALMA no Chajnantor, uma infraestrutura que observa o céu milimétrico e submilimétrico. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo virado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.
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