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O exoplaneta quente escaldante WASP-121b representa uma nova reviravolta na expressão "heavy metal".
Não há riffs altos de guitarra, característicos da música heavy metal, fluindo para o espaço. O que está escapando do planeta é o ferro e o gás magnésio, apelidados de metais pesados, porque são mais pesados que o hidrogênio leve e o hélio. As observações do Telescópio Espacial Hubble representam a primeira vez que o gás de metal pesado foi detectado flutuando para longe de um exoplaneta.
Um planeta escaldante, o WASP-121b orbita precariamente perto de uma estrela que é ainda mais quente que o nosso Sol. A radiação intensa aquece a atmosfera superior do planeta a uma velocidade de 4.600 graus Fahrenheit. Aparentemente, a atmosfera inferior ainda é tão quente que o ferro e o magnésio permanecem na forma gasosa e fluem para a atmosfera superior, onde escapam para o espaço na superfície do hidrogênio e do gás hélio.
O planeta crepitante também está tão próximo de sua estrela que está prestes a ser dilacerado pela intensa atração da estrela. Esta distância de abraço significa que o planeta está esticado em uma forma de futebol devido às forças gravitacionais de maré.
Como pode um planeta ser "mais quente que quente?" A resposta é quando os metais pesados são detectados escapando da atmosfera do planeta, em vez de se condensarem em nuvens.
Observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA revelam magnésio e gás de ferro saindo do estranho mundo fora do nosso sistema solar conhecido como WASP-121b. As observações representam a primeira vez que os chamados "metais pesados" - elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio - foram vistos escapando de um Júpiter quente, um grande exoplaneta gasoso muito próximo de sua estrela.
Normalmente, os planetas quentes do tamanho de Júpiter ainda estão frios o suficiente para condensar elementos mais pesados, como magnésio e ferro, em nuvens.
Mas esse não é o caso com o WASP-121b, que está orbitando tão perigosamente perto de sua estrela que sua atmosfera superior chega a impressionantes 4.600 graus Fahrenheit. O sistema WASP-121 reside a cerca de 900 anos-luz da Terra.
"Metais pesados foram vistos em outros Júpiteres quentes antes, mas apenas na atmosfera inferior", explicou o pesquisador David Sing, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, Maryland. "Então você não sabe se eles estão escapando ou não. Com o WASP-121b, nós vemos magnésio e gás de ferro tão longe do planeta que eles não estão gravitacionalmente ligados."
A luz ultravioleta da estrela hospedeira, que é mais brilhante e mais quente que o Sol, aquece a atmosfera superior e ajuda a escapar. Além disso, o magnésio de escape e o gás de ferro podem contribuir para o pico de temperatura, disse Sing. "Esses metais tornarão a atmosfera mais opaca no ultravioleta, o que poderia estar contribuindo para o aquecimento da atmosfera superior", explicou ele.
O planeta crepitante está tão perto de sua estrela que está prestes a ser destruído pela gravidade da estrela. Esta distância de abraço significa que o planeta é moldado em futebol devido às forças de maré gravitacionais.
"Nós escolhemos este planeta porque é tão extremo", disse Sing. "Nós pensamos que tínhamos a chance de ver elementos mais pesados escaparem. É tão quente e tão favorável para observar, é a melhor chance de encontrar a presença de metais pesados. Estávamos procurando principalmente magnésio, mas havia indícios de ferro no Foi uma surpresa, porém, vê-lo tão claramente nos dados e em tão grandes altitudes tão longe do planeta.Os metais pesados estão escapando em parte porque o planeta é tão grande e inchado que sua gravidade é relativamente fraco. Este é um planeta sendo ativamente despojado de sua atmosfera ".
Os pesquisadores usaram o Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial do observatório para pesquisar em luz ultravioleta as assinaturas espectrais de magnésio e ferro impressas na luz das estrelas através da atmosfera do WASP-121b quando o planeta passava em frente ou transitava a face de sua estrela natal.
Este exoplaneta é também um alvo perfeito para o próximo Telescópio Espacial James Webb, da NASA, pesquisar na luz infravermelha por água e dióxido de carbono, que podem ser detectados em comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos. A combinação de observações de Hubble e Webb proporcionaria aos astrônomos um inventário mais completo dos elementos químicos que compõem a atmosfera do planeta.
O estudo WASP-121b faz parte da pesquisa Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET), um programa do Hubble para examinar 20 exoplanetas, variando em tamanho desde super-Terras (várias vezes a massa da Terra) até Júpiteres (que são mais de 100 vezes a massa da Terra). ), no primeiro estudo comparativo ultravioleta, visível e infravermelho em larga escala de mundos distantes.
As observações do WASP-121b contribuem para o desenvolvimento da história de como os planetas perdem suas atmosferas primordiais. Quando os planetas se formam, eles coletam uma atmosfera contendo gás do disco em que o planeta e a estrela se formaram. Essas atmosferas consistem principalmente dos gases primordiais e mais leves, hidrogênio e hélio, os elementos mais abundantes do universo. Essa atmosfera se dissipa quando um planeta se aproxima de sua estrela.
"Os Júpiteres quentes são feitos principalmente de hidrogênio, e o Hubble é muito sensível ao hidrogênio, então sabemos que esses planetas podem perder o gás com relativa facilidade", disse Sing. "Mas no caso do WASP-121b, o gás de hidrogênio e hélio está fluindo, quase como um rio, e está arrastando esses metais com eles. É um mecanismo muito eficiente para a perda de massa."
Os resultados aparecem online no The Astronomical Journal.
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Européia). O Centro de Voos Espaciais Goddard, da NASA, em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble. O STScI é operado pela NASA pela Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia, em Washington, DC.
Fonte: Hubble Site / 01-08-2019
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Hélio R.M. Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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