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O planeta XO-3b tem uma fonte interna de calor, possivelmente do aquecimento das marés, que é causado pela compressão do interior do planeta pela gravidade de sua estrela-mãe. Isso pode ser aumentado pela órbita ligeiramente elíptica do planeta (mostrada à direita), o que significa que é mais oval do que circular.
Créditos: NASA/JPL-Caltech
O observatório infravermelho pode ajudar a responder perguntas sobre planetas fora do nosso Sistema Solar, ou exoplanetas, incluindo como eles se formam e o que impulsiona o clima em suas atmosferas.
Dois novos estudos usando dados do Telescópio Espacial Spitzer aposentado da NASA lançam luz sobre exoplanetas gigantes e anãs marrons, objetos que não são exatamente estrelas, mas também não são planetas. Ambos os estudos serão o foco de conferências de imprensa virtuais organizadas pela American Astronomical Society em 13 de janeiro.
Uma investigação mostra que o clima em anãs marrons – que se formam como estrelas, mas não têm massa suficiente para começar a queimar hidrogênio em seus núcleos como as estrelas – varia com a idade. Anãs marrons e exoplanetas gigantes são semelhantes em diâmetro, massa e composição, portanto, entender as propriedades atmosféricas de um pode fornecer informações sobre as do outro.
O segundo estudo pertence a um trabalho que analisa Júpiteres quentes – exoplanetas gasosos que orbitam extremamente perto de suas estrelas-mãe. Como esses planetas massivos surgem, e poderia haver subclasses de Júpiteres quentes com diferentes histórias de formação? Para procurar respostas, os autores do estudo analisaram o exoplaneta XO-3b, um exemplo raro de um Júpiter quente observado enquanto migrava para mais perto da sua estrela hospedeira.
Análogos de exoplanetas
A idade geralmente traz estabilidade aos humanos, e isso parece ser verdade também para objetos cósmicos. Johanna Vos, astrofísica do Museu Americano de História Natural de Nova York, discutirá uma pesquisa do Spitzer publicada no Astrophysical Journal que encontrou maior variabilidade no clima em jovens anãs marrons em comparação com as antigas.
No que diz respeito às anãs marrons, a palavra variabilidade refere-se a mudanças de curto prazo na intensidade de diferentes comprimentos de onda da luz infravermelha proveniente da atmosfera do objeto. Os astrônomos pensam que essas variações são causadas por nuvens, que refletem e absorvem a luz na atmosfera.
Esta ilustração mostra como as nuvens podem parecer na atmosfera de uma anã marrom. Usando o Telescópio Espacial Spitzer aposentado da NASA, os cientistas foram capazes de detectar nuvens e outras características meteorológicas em atmosferas de anãs marrons.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/IPAC/T. Pilha
A alta variabilidade pode indicar uma importante característica atmosférica, talvez como a Grande Mancha Vermelha de Júpiter – uma tempestade maior que a Terra que está girando há centenas de anos. Também pode indicar uma atmosfera em rápida mudança, que pode ter várias causas, como grandes diferenças de temperatura na atmosfera ou turbulência (às vezes causada por ventos fortes).
Comparando as jovens anãs marrons com observações anteriores do Spitzer de anãs marrons mais velhas, os autores descobriram que os objetos jovens são mais propensos a mostrar variação atmosférica. Eles também descobriram que as variações são maiores e mais dramáticas em anãs marrons mais jovens. Vos e seus colegas atribuem a diferença ao fato de que as anãs marrons são mais inchadas quando são jovens, mas se tornam mais compactas à medida que envelhecem, o que provavelmente faz a atmosfera parecer mais uniforme.
As jovens anãs marrons são semelhantes em diâmetro, massa e composição a exoplanetas gigantes feitos principalmente de gás. Mas estudar grandes exoplanetas é complicado pela presença próxima de suas estrelas-mãe: o companheiro irradia a atmosfera do planeta, o que altera a temperatura, ou mesmo a química, e afeta o clima. A luz brilhante da estrela também dificulta a visão do planeta muito mais fraco.
As anãs marrons, por outro lado, podem atuar como uma espécie de grupo de controle e ser observadas isoladamente no espaço. Os autores do estudo planejam incorporar a nova descoberta em modelos de como as atmosferas de anãs marrons e exoplanetas gigantes evoluem com a idade.
Migrando gigantes
Embora os Júpiteres quentes sejam o tipo de exoplaneta mais estudado, as principais questões permanecem sobre como eles se formam. Por exemplo, esses planetas tomam forma longe de suas estrelas-mãe – a uma distância onde é frio o suficiente para que moléculas como a água se tornem sólidas – ou mais próximas? O primeiro cenário se encaixa melhor com as teorias sobre como os planetas em nosso próprio Sstema Solar nascem, mas o que levaria esses tipos de planetas a migrar tão perto de suas estrelas-mãe ainda não está claro.
Lisa Dang, cientista de exoplanetas da Universidade McGill em Montreal, e seus colegas usaram dados do Spitzer para estudar um exoplaneta chamado XO-3b, que tem uma órbita excêntrica (oval) em vez da órbita circular de quase todos os outros Júpiteres quentes conhecidos. A órbita excêntrica indica que XO-3b pode ter migrado recentemente para sua estrela-mãe; se for esse o caso, ele acabará por se estabelecer em uma órbita mais circular.
Observações de Gaia, um observatório espacial da ESA (Agência Espacial Européia), e Spitzer sugerem que o planeta produz um pouco de seu próprio calor, mas os cientistas não sabem por quê. Os dados do Spitzer também fornecem um mapa dos padrões climáticos da Placessnet. É possível que o excesso de calor venha do interior do planeta, através de um pro chamado aquecimento de maré. O aperto gravitacional da estrela no planeta oscila à medida que a órbita irregular leva o planeta mais longe e depois mais perto da estrela. As mudanças resultantes na pressão interna produzem calor.
Para Dang, um Júpiter quente incomum oferece uma oportunidade de testar ideias sobre quais processos de formação podem produzir certas características nesses exoplanetas. Por exemplo, o aquecimento das marés em outros Júpiteres quentes também pode ser um sinal de migração recente? O XO-3b sozinho não resolverá o mistério, mas serve como um teste importante para ideias emergentes sobre esses gigantes escaldantes.
Mais sobre a missão
Todo o corpo de dados científicos coletados pelo Spitzer durante sua vida útil está disponível ao público através do arquivo de dados do Spitzer , localizado no Infrared Science Archive do IPAC no Caltech em Pasadena, Califórnia. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia gerenciou a missão do Telescópio Espacial Spitzer para a Diretoria de Missões Científicas da NASA em Washington.
As operações científicas foram realizadas no Spitzer Science Center no IPAC. As operações da nave espacial foram baseadas no Lockheed Martin Space em Littleton, Colorado.
Laboratório de Propulsão a Jato Calla Cofield , Pasadena, Califórnia
calla.e.cofield@jpl.nasa.gov
Fonte: NASA / Editor: Tony Greicius /15-01-2021
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-spitzer-illuminates-exoplanets-in-astronomical-society-briefing
Obrigado
pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
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
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
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