1303: Gliese 486 b é o planeta terrestre fora do sistema solar mais estudado pelos cientistas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/EXOPLANETOLOGIA/ASTROFÍSICA

Em 2021, uma super-terra foi dada a conhecer ao mundo e alguns dados deixavam em aberto que poderia ser um exoplaneta muito interessante. O planeta, que recebeu a designação de Gliese 486 b, orbita a estrela anã vermelha Gliese 486, a 26 anos-luz de distância da Terra. Uma equipa científica internacional, liderada pelo Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA), mediu a massa e o raio de um exoplaneta do tipo Terra com uma precisão sem precedentes.

O interesse e trabalho desenvolvido neste novo mundo encontrado “perto de nós” tornou possível prever como poderia ser a estrutura e composição do seu interior, bem como a sua atmosfera. Os dados são muito interessantes.

Será este exoplaneta um lugar onde os seres humanos poderiam viver?

O planeta foi acolhido com grande expectativa. Como tal, os investigadores utilizaram dados de vários telescópios terrestres e espaciais, tais como CHARA, CHEOPS, Hubble, MAROON-X, TESS e CARMENES, para modelar o interior do exoplaneta Gliese 486 b.

Desta forma, a equipa de astrónomos, liderada por José A. Caballero, conseguiu estimar as dimensões relativas do seu núcleo metálico e manto rochoso. Os detalhes foram publicados na revista Astronomia & Astrofísica.

A equipa também fez previsões sobre a composição da atmosfera deste planeta, descoberta em 2021, bem como a sua detectabilidade pelo Telescópio Espacial James Webb, que em breve apontará o seu espelho para o sistema planetário a que pertence.

Gliese 486 b tornou-se a pedra de Roseta da exoplanetologia. No sistema solar temos os planetas terrestres Mercúrio, Vénus, Terra e Marte, e agora é o quinto planeta terrestre mais bem estudado do universo.

Disse José A. Caballero (CAB).

Embora este seja um dos planetas de trânsito mais próximos conhecidos, que viaja a 10% da velocidade da luz a toda a hora, seriam necessários 260 anos para que uma sonda o alcançasse.

Gliese 486 b e a futura ciência exoplanetária

Na apresentação deste trabalho, o investigador apontou já para mais estudos, tais como a formação de campos magnéticos planetários no núcleo externo com metais líquidos, pois o Gliese 486 b parece ter um como a nossa Terra. Estes campos magnéticos podem actuar como um escudo contra tempestades hospedeiras estelares e prevenir a erosão da atmosfera.

Segundo a equipa, várias questões permanecem por responder: poderá tal atmosfera ser primitiva e feita de hidrogénio e hélio, ou composta de dióxido de carbono e vapor de água de erupções vulcânicas, e poderia o Gliese 486 b ter actividade tectónica?

Embora este exoplaneta pareça demasiado quente para ser habitável, a sua caracterização precisa pode torná-lo no primeiro exoplaneta – e até agora o único – onde estas pertinentes perguntas podem ser feitas. Há apenas alguns anos, tentar encontrar respostas era considerado ficção científica.

O primeiro exoplaneta à volta de uma estrela semelhante ao nosso Sol, o 51 Pegasi b, foi descoberto em 1995. Desde então, todos os anos, a comunidade astronómica encontra exoplanetas que estão a tornar-se menos maciços, mais próximos e mais semelhantes à Terra.

Embora a maioria deles não sejam habitáveis, os planetas em trânsito – como o Gliese 486 b – são de maior interesse para a comunidade astronómica porque permitem investigar as suas atmosferas e, apenas para os sistemas planetários mais próximos do nosso Sol, os seus interiores.

O projecto CARMENES, cujo consórcio é composto por onze instituições de investigação de Espanha e Alemanha, descobriu três dos oito sistemas mais próximos graças aos tais planetas em trânsito, o último dos quais foi anunciado na semana passada.

Pplware
Autor: Vítor M
27 Jun 2022


 

1226: Astrónomos descobriram 2 super-terras em órbita de uma estrela próxima

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROBIOLOGIA

Haveremos de encontrar um planeta que possa albergar vida, se não a tiver já. Bom, esta é uma esperança, apesar de não haver nada que nos diga que isso é possível. Contudo, os astrónomos continuam na sua senda de descobertas. Desta vez foram encontrados dois novos mundos, duas super-terras de provável abundância mineral rochosa. Estes planetas foram encontrados em órbita de uma estrela próxima do nosso próprio bairro cósmico.

Os dois exoplanetas recentemente descobertos são maiores que a Terra, mas menores que um gigante do gelo. Eles orbitam orbitando uma estrela anã vermelha fresca.

Exoplanetas: “Lá em cima… há um mundo sem fim…”

Embora seja improvável que estes mundos sejam habitáveis, dada a nossa actual compreensão da vida, a estrela e os seus exoplanetas estão entre os sistemas multi-mundos mais próximos da Terra. Estes planetas foram descobertos quando passaram na frente da sua estrela (em relação ao nosso planeta), uma anã vermelha fresca chamada HD 260655, que está apenas a 33 anos-luz de distância.

Isto faz com que seja um excelente alvo para as pesquisas de seguimento para tentar compreender de que são feitos os exoplanetas, e para avaliar as suas atmosferas – um esforço que ajudará a nossa procura de vida extraterrestre, mesmo que os dois mundos se revelem incapazes de a acolher eles próprios.

Ambos os planetas neste sistema são cada um considerado entre os melhores alvos de estudo atmosférico devido ao brilho da sua estrela.

Haverá uma atmosfera rica em voláteis em torno destes planetas? E há sinais de espécies à base de água ou de carbono? Estes planetas são bancos de ensaio fantásticos para essas explorações.

Disse a astrónoma Michelle Kunimoto do Instituto Kavli do MIT para a Astrofísica e Investigação Espacial.

Há muitas super-terras “conhecidas” na nossa galáxia

Até à data, mais de 5.000 exoplanetas foram confirmados na Via Láctea, e os astro-biólogos estão profundamente interessados em encontrar mundos terrestres, ou rochosos, como Terra, Vénus, e Marte.

Temos uma amostra do tamanho de exactamente um mundo conhecido por acolher vida – o nosso – pelo que encontrar planetas semelhantes à Terra em tamanho e composição é um dos principais critérios na procura de vida noutros locais da galáxia.

Os exoplanetas rochosos, contudo, são relativamente pequenos tanto em tamanho como em massa, o que os torna mais difíceis de detectar. A maioria dos exoplanetas que temos conseguido medir até à data tendem a cair na categoria dos gigantes. Mundos rochosos – e melhor ainda, os mundos rochosos próximos – são muito procurados.

Os dois mundos em órbita da HD 260655 – chamados HD 260655 b e HD 260655 c – foram descobertos porque passam entre nós e a sua estrela durante a sua órbita. As fracas quedas em luz estelar devidas a estes trânsitos exoplanetários foram registadas pelo telescópio de caça ao exoplaneta TESS da NASA, concebido para detectar exactamente tais fenómenos.

Quando a astrónoma detectou estes mergulhos de trânsito nos dados do TESS, o passo seguinte foi verificar se a estrela tinha aparecido em sondagens anteriores – e tinha aparecido.

O Espectrómetro Echelle de Alta Resolução no Telescópio Keck (agora conhecido como ANDES) tinha dados disponíveis publicamente desde 1998. Outro espectrómetro, CARMENES no Observatório Calar Alto, em Espanha, também tinha registado a estrela. Isto faz uma enorme diferença para a ciência que estuda os exoplanetas.

Os dados espectrográficos podem revelar se uma estrela está ou não em movimento no local.

Planetas que em poucos dias “contabilizam” um ano

Entre os dados TESS e os dados de HIRES e CARMENES, a equipa pôde confirmar que dois exoplanetas estavam em órbita HD 260655. Além disso, com ambos os conjuntos de dados, a equipa conseguiu compilar um perfil abrangente dos dois exoplanetas.

O exoplaneta interior, HD 260655 b, tem cerca de 1,2 vezes o tamanho da Terra e o dobro da massa da Terra, e orbita a estrela a cada 2,8 dias. O mundo exterior, HD 260655 c, é 1,5 vezes o tamanho e três vezes a massa da Terra, e tem uma órbita de 5,7 dias.

Nesses tamanhos e massas, as suas densidades sugerem que os dois exoplanetas são provavelmente mundos rochosos.

Infelizmente, ainda que a estrela seja mais fria e mais fraca do que o Sol, a proximidade dos planetas ao HD 260655 significa que os mundos seriam demasiado quentes para a vida como a conhecemos. O HD 260655 b tem uma temperatura média de 435 graus Celsius, e o HD 260655 c é mais suave, mas ainda assim ardente 284 graus Celsius.

Pplware
Autor: Vítor M
16 Jun 2022


 

1128: Geologia a 50 anos-luz: o Webb prepara-se para estudar mundos rochosos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/GEOLOGIA

Ilustração que mostra como poderia ser o exoplaneta 55 Cancri e, com base no entendimento actual do planeta. 55 Cancri e é um planeta rochoso com um diâmetro quase duas vezes superior ao da Terra orbitando a apenas 0,015 unidades astronómicas da sua estrela parecida com o Sol. Devido à sua órbita íntima, o planeta é extremamente quente, com temperaturas diurnas que atingem cerca de 2400 graus Celsius.
Crédito: NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI)

Com os seus segmentos do espelho totalmente alinhados e os seus instrumentos científicos em calibração, o Telescópio Espacial James Webb da NASA está a poucas semanas de ficar totalmente operacional. Logo após as primeiras observações serem reveladas este verão, terá início a ciência profunda do Webb.

Entre as investigações planeadas para o primeiro ano estão estudos de dois exoplanetas quentes classificados como “super-Terras” pelo seu tamanho e composição rochosa: 55 Cancri e, coberto de lava, e LHS 3844 b. Os investigadores vão treinar os espectrógrafos de alta precisão do Webb nestes planetas com vista a compreender a diversidade geológica dos planetas pela Galáxia e a evolução de planetas rochosos como a Terra.

A super-quente super-Terra 55 Cancri e

55 Cancri e orbita a menos de 2,4 milhões de quilómetros da sua estrela parecida com o Sol (1/25 da distância entre Mercúrio e o Sol), completando uma órbita em menos de 18 horas. Com temperaturas de superfície muito acima do ponto de fusão de minerais típicos que formam rochas, pensa-se que o lado diurno do planeta esteja coberto por oceanos de lava.

Presume-se que os planetas que orbitam tão perto da sua estrela tenham bloqueio de maré, com um lado virado permanentemente para a estrela. Como resultado, o ponto mais quente do planeta deve ser aquele que enfrenta a estrela mais directamente, e a quantidade de calor proveniente do lado diurno não deve mudar muito ao longo do tempo.

Mas este não parece ser o caso. As observações de 55 Cancri e pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA sugerem que a região mais quente não é a parte que enfrenta a estrela mais directamente, enquanto que a quantidade total de calor detectada a partir do lado diurno varia.

Será que 55 Cancri e tem uma atmosfera espessa?

Uma explicação para estas observações é que o planeta tem uma atmosfera dinâmica que move o calor. “55 Cancri e poderia ter uma atmosfera espessa dominada por oxigénio ou azoto,” explicou Renyu Hu do JPL da NASA, no sul do estado norte-americano da Califórnia, que lidera uma equipa que vai utilizar o NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb e o MIRI (Mid-Infrared Instrument) para capturar o espectro de emissões térmicas do lado diurno do planeta. “Se tiver uma atmosfera, [o Webb] tem a sensibilidade e o alcance de comprimento de onda para a detectar e determinar do que é feita,” acrescentou Hu.

Ou será que chove lava à noite em 55 Cancri e?

Outra possibilidade intrigante, no entanto, é que 55 Cancri e não tem bloqueio de maré. Ao invés, pode ser como Mercúrio, girando três vezes por cada duas órbitas (o que é conhecido como uma ressonância 3:2). Como resultado, o planeta teria um ciclo dia-noite.

“Isso poderia explicar porque é que a parte mais quente está deslocada,” explicou Alexis Brandeker, investigador da Universidade de Estocolmo que lidera a outra equipa que estuda o planeta. “Tal como na Terra, levaria tempo para que a superfície aquecesse. A hora mais quente do dia seria à tarde, não ao meio-dia.”

A equipa de Brandeker planeia testar esta hipótese usando o NIRCam para medir o calor emitido pelo lado iluminado de 55 Cancri e durante quatro órbitas diferentes. Se o planeta tiver uma ressonância de 3:2, vão observar cada hemisfério duas vezes e deverão ser capazes de detectar qualquer diferença entre os hemisférios.

Neste cenário, a superfície aqueceria, derreteria e até seria vaporizada durante o dia, formando uma atmosfera muito fina que o Webb poderia detectar. À noite, o vapor arrefeceria e condensar-se-ia para formar gotículas de lava que choveriam de volta para a superfície, tornando-a sólida novamente à medida que a noite cai.

A menos quente super-Terra LHS 3844 b

Ao passo que 55 Cancri e fornecerá informações sobre a geologia exótica de um mundo coberto de lava, LHS 3844 b oferece uma oportunidade única para analisar a rocha sólida numa superfície exoplanetária.

Como 55 Cancri e, LHS 3844 b orbita extremamente perto da sua estrela, completando uma revolução em 11 horas. No entanto, como a sua estrela é relativamente pequena e fria, o planeta não é suficientemente quente para que a superfície esteja derretida. Além disso, as observações do Spitzer indicam que é muito pouco provável que o planeta tenha uma atmosfera substancial.

De que é feita a superfície de LHS 3844 b?

Embora não possamos fotografar a superfície de LHS 3844 b directamente com o Webb, a falta de uma atmosfera obscura torna possível o estudo da superfície com espectroscopia.

“Acontece que diferentes tipos de rochas têm diferentes espectros,” explicou Laura Kreidberg no Instituto Max Planck para Astronomia. “Pode-se ver com os olhos que o granito é de cor mais clara do que o basalto.” Existem diferenças semelhantes na luz infravermelha que as rochas emitem.”

A equipa de Kreidberg vai utilizar o MIRI para capturar o espectro de emissão térmica do lado diurno de LHS 3844 b e depois compará-lo com espectros de rochas conhecidas, como o basalto e o granito, para determinar a sua composição. Se o planeta for vulcanicamente activo, o espectro poderá também revelar a presença de vestígios de gases vulcânicos.

A importância destas observações vai muito além de apenas dois dos mais de 5000 exoplanetas confirmados. “Eles vão dar-nos novas perspectivas fantásticas sobre planetas semelhantes à Terra no geral, ajudando-nos a aprender como poderia ter sido a Terra primitiva quando estava quente como estes planetas estão hoje,” disse Kreidberg.

Estas observações de 55 Cancri e e LHS 3844 b serão realizadas como parte do programa de Observadores Gerais do Ciclo 1 do Webb. Os programas de Observadores Gerais foram seleccionados competitivamente usando um sistema de revisão anónimo, o mesmo sistema usado para atribuir tempo no Hubble.

Astronomia On-line
31 de Maio de 2022


 

1126: Porque é que ainda não descobrimos exoplanetas co-orbitais? Será que as marés podem fornecer uma possível resposta?

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um objecto co-orbital que acompanha um exoplaneta.
Crédito: Claudio Ventrella

Até agora, não descobrimos nenhum exoplaneta com objectos co-orbitais. Um novo estudo sugere que as marés podem estar a causar oscilações que removem os co-orbitais antes de os conseguirmos detectar.

No nosso Sistema Solar, existem vários milhares de exemplos de objectos co-orbitais: corpos que partilham a mesma órbita à volta do Sol ou de um planeta. Os asteróides troianos são um exemplo disso. Ainda não observámos quaisquer co-orbitais semelhantes em sistemas exoplanetários, apesar dos 5000 exoplanetas já descobertos.

Num novo estudo publicado na revista Icarus por Anthony Dobrovolskis do SETI e por Jack Lissauer do Centro de Pesquisa Ames da NASA, os autores teorizam que se formam alguns exoplanetas troianos, mas os que são grandes e que estão em órbitas de período curto (e portanto relativamente fáceis de detectar) são tipicamente forçados a sair da órbita partilhada pelas marés. Colidem com a estrela ou com o seu planeta gigante quando isso acontece.

“Se ou quando os exoplanetas troianos forem descobertos, este trabalho pode ajudar a revelar algumas propriedades das suas estruturas internas,” disse Dobrovolskis, cientista investigador do Instituto SETI.

Aqui na Terra, a fricção causada pelas marés faz com que a rotação da Terra abrande, resultando no afastamento da nossa Lua. Generalizando a teoria da fricção das marés a sistemas com mais de dois corpos, os autores aplicam a teoria a sistemas que incluem uma estrela, um planeta gigante e um planeta parecido com a Terra oscilando em torno do ponto L4 ou L5 de um planeta gigante (ou do ponto equilátero do planeta gigante).

Com base na sua análise, as marés levantadas pela estrela e pelo planeta gigante no planeta parecido com a Terra fizeram crescer as suas oscilações até se tornarem instáveis. Fizeram simulações numéricas que mostram que as oscilações do troiano mudam de forma oval para a forma de uma banana e acabam por sair da órbita partilhada, colidindo ou com a estrela ou com o planeta gigante.

Os resultados são consistentes com os resultados anteriormente publicados em 2013 por Rodriguez et al., e em 2021 por Couturier et al. Isto sugere que as marés estão a remover os exoplanetas co-orbitais antes de os podermos observar. Mesmo que esse seja o caso, podemos ainda descobrir exoplanetas co-orbitais. É também possível que a missão Lucy da NASA aos asteróides troianos, lançada no passado mês de Outubro, possa fornecer pistas adicionais sobre o papel das marés nos sistemas co-orbitais.

Astronomia On-line
31 de Maio de 2022


 

1006: Exoplanetas mais jovens são candidatos melhores na procura por outras Terras

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/EXOPLANETAS

O planeta Terra tem vulcanismo activo, o que ajuda à habitabilidade e à presença de um clima temperado. Na imagem, a erupção do vulcão Plosky Tolbachik, em Kamchatka, Rússia.
Crédito: AirPano

À medida que a comunidade científica procura mundos em órbita de estrelas próximas que possam potencialmente abrigar vida, uma nova investigação conduzida pelo SwRI (Southwest Research Institute) sugere que os exoplanetas rochosos mais jovens são mais propensos a suportar climas temperados, semelhantes ao da Terra.

No passado, os cientistas concentraram-se em planetas situados dentro da zona habitável de uma estrela, onde não é demasiado quente nem demasiado frio para a existência de uma superfície de água líquida. Contudo, mesmo dentro desta zona habitável, os planetas ainda podem desenvolver climas inóspitos à vida. A manutenção de climas temperados também requer que um planeta tenha calor suficiente para alimentar um ciclo de carbono à escala planetária. Uma fonte chave desta energia é o decaimento dos isótopos radioactivos de urânio, tório e potássio.

Esta fonte de calor crítica pode alimentar a convecção do manto de um exoplaneta rochoso, um movimento lento da região entre o núcleo e a crosta de um planeta que eventualmente derrete à superfície. A desgaseificação vulcânica superficial é uma fonte primária de CO2 para a atmosfera, o que ajuda a manter um planeta quente. Sem a desgaseificação do manto, é pouco provável que os planetas suportem climas temperados e habitáveis como o da Terra.

“Sabemos que estes elementos radioactivos são necessários para regular o clima, mas não sabemos por quanto tempo estes elementos podem fazer isto, porque decaem com o tempo,” disse o Dr. Cayman Unterborn, autor principal de um artigo na revista The Astrophysical Journal Letters sobre a investigação.

“Além disso, os elementos radioactivos não estão distribuídos uniformemente por toda a Galáxia e, à medida que os planetas envelhecem, podem ficar sem calor e a desgaseificação cessa. Dado que os planetas podem ter mais ou menos destes elementos do que a Terra, queríamos compreender como esta variação pode afectar quanto tempo os exoplanetas rochosos podem suportar climas temperados, semelhantes ao da Terra.”

O estudo dos exoplanetas é um desafio. A tecnologia actual não consegue medir a composição da superfície de um exoplaneta, muito menos a do seu interior. Os cientistas podem, contudo, medir espectroscopicamente a abundância de elementos numa estrela, estudando como a luz interage com os elementos das camadas superiores de uma estrela. Usando estes dados, os cientistas podem inferir a composição dos planetas em órbita usando a composição estelar como uma aproximação das dos planetas.

“Utilizando estrelas hospedeiras para estimar a quantidade destes elementos que entrariam nos planetas ao longo da história da Via Láctea, calculámos durante quanto tempo podemos esperar que os planetas tenham vulcanismo suficiente para suportar um clima temperado antes de ficarem sem energia,” disse Unterborn.

“Sob as condições mais pessimistas, estimamos que este espaço crítico de tempo seja de apenas cerca de 2 mil milhões para um planeta de massa terrestre e de 5-6 mil milhões de anos para planetas de massa superior em condições mais optimistas. Para os poucos planetas para os quais temos idades, descobrimos que apenas alguns eram suficientemente jovens para dizermos com confiança que hoje em dia podem ter desgaseificação superficial de carbono, quando os observássemos, digamos, com o Telescópio Espacial James Webb.”

Esta investigação combinou dados observacionais directos e indirectos com modelos dinâmicos para compreender quais os parâmetros que mais afectam a capacidade de um exoplaneta em suportar um clima temperado. Mais experiências de laboratório e modelação computacional vão quantificar a gama razoável destes parâmetros, particularmente na era do Telescópio Espacial James Webb, que proporcionará uma caracterização mais profunda dos alvos individuais.

Com o telescópio Webb, será possível medir a variação tridimensional das atmosferas exoplanetárias. Estas medições vão aprofundar o conhecimento dos processos atmosféricos e das suas interacções com a superfície e o interior do planeta, o que permitirá aos cientistas estimar melhor se um exoplaneta rochoso na zona habitável é demasiado antigo para ser parecido com a Terra.

“Os exoplanetas sem desgaseificação activa são mais susceptíveis de serem planetas frios, tipo bola de neve,” disse Unterborn. “Embora não possamos dizer que os outros planetas não tenham desgaseificação hoje em dia, podemos dizer que exigiriam condições especiais para o fazer, tais como ter aquecimento de maré ou placas tectónicas. Isto inclui os exoplanetas de alto perfil descobertos no sistema estelar TRAPPIST-1. Independentemente disso, os planetas mais jovens com climas temperados podem ser os locais mais simples para procurar outras Terras.”

Astronomia On-line
6 de Maio de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


 

978: Observações do Hubble utilizadas para responder a perguntas-chave sobre exoplanetas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Observações de arquivo de 25 Júpiteres quentes pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA foram analisadas por uma equipa internacional de astrónomos, permitindo-lhes responder a cinco questões em aberto importantes para a nossa compreensão das atmosferas exoplanetárias. Entre outros achados, a equipa descobriu que a presença de óxidos e hidretos metálicos nas atmosferas exoplanetárias mais quentes estava claramente correlacionada com o facto de as atmosferas estarem termicamente invertidas.
Crédito: ESA/Hubble, N. Bartmann

Observações de arquivo de 25 Júpiteres quentes, pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, foram analisadas por uma equipa internacional de astrónomos, permitindo-lhes responder a cinco questões em aberto importantes para a nossa compreensão das atmosferas exoplanetárias.

Entre outros achados, a equipa descobriu que a presença de óxidos e hidretos metálicos nas atmosferas exoplanetárias mais quentes estava claramente correlacionada com o facto de as atmosferas estarem termicamente invertidas.

O campo da ciência exoplanetária há muito que mudou o seu foco de apenas detecção para a caracterização, embora esta caracterização continue a ser extremamente desafiante. Até agora, a maior parte da investigação sobre a caracterização tem sido direccionada para a modelagem, ou estudos centrados num ou em alguns exoplanetas.

Este novo trabalho, liderado por investigadores da UCL (University College London), utilizou a maior quantidade de dados de arquivo alguma vez examinados num único levantamento de atmosferas exoplanetárias para analisar as atmosferas de 25 exoplanetas.

A maioria dos dados provém de observações feitas com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. O autor principal, Quentin Changeat, explica: “O Hubble permitiu a caracterização aprofundada de 25 exoplanetas e a quantidade de informação que aprendemos sobre a sua química e formação – graças a uma década de intensas campanhas de observação – é incrível.”

A equipa científica procurou encontrar respostas a cinco questões em aberto sobre atmosferas exoplanetárias – um objectivo ambicioso que conseguiram alcançar. As suas perguntas estudaram o que o H- (o H- é um ião negativo de hidrogénio que foi formado pela dissociação de uma molécula como o H2 (hidrogénio) ou H2O (água).

Estas moléculas separam-se a temperaturas muito elevadas, a mais de 2227º C) e certos metais nos podem dizer sobre a química e circulação das atmosferas exoplanetárias e sobre a formação planetária. Escolheram investigar uma vasta gama de Júpiteres quentes, com a intenção de identificar tendências dentro da sua população de amostras que possam fornecer uma visão mais geral das atmosferas exoplanetárias.

O colíder do estudo, Billy Edwards da UCL e do CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) disse: “O nosso estudo marca um ponto de viragem para o campo: estamos agora a passar da caracterização de atmosferas exoplanetárias individuais para a caracterização de populações atmosféricas.”

A fim de investigar a sua amostra de 25 exoplanetas, a equipa reanalisou uma enorme quantidade de dados de arquivo, consistindo em 600 horas de observações do Hubble, que complementaram com mais de 400 horas de observações pelo Telescópio Espacial Spitzer. Os seus dados continham eclipses para todos os 25 exoplanetas e trânsitos para 17 deles.

Um eclipse ocorre quando um exoplaneta passa atrás da sua estrela do ponto de vista da Terra, e um trânsito ocorre quando um planeta passa em frente da sua estrela. Tanto os dados dos eclipses como os dados dos trânsitos podem fornecer informações cruciais sobre a atmosfera de um exoplaneta.

O levantamento em grande escala produziu resultados, com a equipa capaz de identificar algumas tendências e correlações claras entre as composições atmosféricas e o comportamento observado. Algumas das suas principais descobertas relacionavam-se com a presença ou ausência de inversões térmicas (uma inversão térmica é um fenómeno natural onde a atmosfera de um planeta ou exoplaneta não arrefece de forma estável com o aumento da altitude, mas em vez disso inverte do arrefecimento para o aquecimento a uma altitude mais elevada.

Pensa-se que as inversões térmicas ocorrem devido à presença de certas espécies metálicas na atmosfera. Por exemplo, a atmosfera da Terra tem uma inversão atmosférica que se deve à presença do ozono (O3)) nas atmosferas da sua amostra de exoplanetas.

Constataram que quase todos os exoplanetas com atmosfera termicamente invertida eram extremamente quentes, com temperaturas superiores a 2000 Kelvin. É importante notar que isto é suficientemente quente para que as espécies metálicas TiO (óxido de titânio), VO (óxido de vanádio) e FeH (hidreto de ferro) sejam estáveis numa atmosfera. Dos exoplanetas com inversões térmicas, verificou-se que quase todos tinham H-, TiO, VO ou FeH nas suas atmosferas.

É sempre um desafio tirar inferências de tais resultados, porque a correlação não implica necessariamente causalidade. No entanto, a equipa foi capaz de propor um argumento convincente para que a presença de H-, TiO, VO ou FeH pudesse levar a uma inversão térmica – nomeadamente que todas estas espécies metálicas absorvem muito eficazmente a luz estelar.

Pode ser que as atmosferas exoplanetárias suficientemente quentes para sustentar estes elementos tendam a ser termicamente invertidas, pois absorvem tanta luz estelar que as suas atmosferas superiores aquecem ainda mais. Por outro lado, a equipa também descobriu que os Júpiteres quentes mais frios (com temperaturas inferiores a 2000 K e, portanto, sem H-, TiO, VO ou FeH nas suas atmosferas) quase nunca tiveram atmosferas termicamente invertidas.

Um aspecto significativo desta investigação foi que a equipa conseguiu utilizar uma grande amostra de exoplanetas e uma quantidade extremamente grande de dados para determinar tendências, que podem ser utilizadas para prever o comportamento noutros exoplanetas.

Isto é extremamente útil, porque proporciona uma visão de como os planetas se podem formar e também porque permite que outros astrónomos planeiem mais eficazmente observações futuras. Inversamente, se um artigo científico se debruçar num único exoplaneta em grande detalhe, embora isso seja valioso, é muito mais difícil extrapolar tendências a partir dele.

Uma melhor compreensão das populações de exoplanetas poderia também aproximar-nos da resolução de mistérios em aberto sobre o nosso próprio Sistema Solar. Changeat acrescenta: “Muitas questões como as origens da água na Terra, a formação da Lua e as diferentes histórias evolutivas da Terra e de Marte, ainda estão por resolver apesar da nossa capacidade em obter medições in-situ. Grandes estudos populacionais de exoplanetas, como o que aqui apresentamos, visam a compreensão desses processos gerais.”

Astronomia On-line
29 de Abril de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


 

885: Hubble analisa meteorologia extrema em Júpiteres ultra-quentes

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do planeta KELT-20b que orbita uma estrela azul-branca. O planeta gigante está tão perto da sua estrela (8 milhões de quilómetros) que a torrente de radiação ultravioleta da estrela aquece a atmosfera do planeta a mais de 1600º C. Isto cria uma camada térmica onde a atmosfera aumenta de temperatura com a altitude. Esta é a melhor evidência até à data – obtida pelo Telescópio Espacial Hubble – para uma estrela hospedeira que afecta directamente a atmosfera de um planeta. O planeta escaldante está a 456 anos-luz de distância.
Crédito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Astrónomos do Telescópio Espacial Hubble da NASA estudaram uma classe única de exoplanetas ultra-quentes. Estes mundos inchados, do tamanho de Júpiter, estão tão precariamente perto da sua estrela-mãe que estão a ser “assados” a temperaturas acima dos 1600º C. Isto é suficientemente quente para derreter a maioria dos metais, incluindo o titânio. Têm as atmosferas planetárias mais quentes alguma vez vistas.

Em dois novos artigos científicos, equipas de astrónomos do Hubble estão a relatar condições meteorológicas bizarras nestes mundos abrasadores. Está a chover rocha derretida num planeta e no outro a sua atmosfera superior está a ficar mais quente em vez de fria porque está a ser “queimada” pela radiação ultravioleta (UV) da sua estrela.

Esta investigação vai além de simplesmente encontrar atmosferas planetárias estranhas. O estudo do clima extremo dá aos astrónomos uma melhor compreensão da diversidade, complexidade e química exótica que se verifica em mundos longínquos por toda a nossa Galáxia.

“Ainda não temos uma boa compreensão da meteorologia em diferentes ambientes planetários,” disse David Sing da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland, co-autor de um dos estudos relatados. “Quando olhamos para a Terra, todas as nossas previsões meteorológicas estão ainda muito bem ajustadas ao que podemos medir.

Mas quando olhamos para um exoplaneta distante, temos poderes de previsão limitados porque não construímos uma teoria geral sobre como tudo acontece numa atmosfera e como responde a condições extremas. Mesmo conhecendo a química e a física básicas, não se sabe como se vai manifestar de formas complexas.”

Num artigo publicado na edição de 7 de Abril da revista Nature, os astrónomos descrevem observações de WASP-178b pelo Hubble, localizado a cerca de 1300 anos-luz de distância. No lado diurno a atmosfera não tem nuvens e é enriquecida com gás monóxido de silício. Dado que um lado do planeta está permanentemente virado para a sua estrela, a tórrida atmosfera é “chicoteada” para o lado nocturno a velocidades semelhantes às dos super-furacões, velocidades estas que excedem 3200 km/h.

No lado nocturno, o monóxido de silício pode arrefecer o suficiente para se condensar em rocha que “chove” a partir de nuvens, mas mesmo ao amanhecer e ao anoitecer, o planeta é suficientemente quente para vaporizar rocha. “Sabíamos que tínhamos visto algo realmente interessante com esta característica do monóxido de silício,” disse Josh Lothringer da Universidade de Utah Valley em Orem.

Num artigo publicado na edição de 24 de Janeiro da revista The Astrophysical Journal Letters, Guangwei Fu da Universidade de Maryland, College Park, descreveu um Júpiter super-quente, KELT-20b, localizado a aproximadamente 400 anos-luz de distância. Neste planeta, uma explosão de luz ultravioleta da sua estrela-mãe está a criar uma camada térmica na atmosfera, muito semelhante à estratosfera terrestre. “Até agora, nunca sabíamos como a estrela hospedeira afectava directamente a atmosfera de um planeta. Tem havido muitas teorias, mas agora temos os primeiros dados de observação,” disse Fu.

Em comparação, na Terra, o ozono na atmosfera absorve a luz UV e aumenta as temperaturas numa camada entre cerca de 11 e 50 quilómetros acima da superfície da Terra. Em KELT-20b, a radiação UV da estrela está a aquecer metais na atmosfera, o que faz com que a camada de inversão térmica seja muito forte.

As evidências vieram da detecção de água pelo Hubble em observações no infravermelho próximo, e da detecção de monóxido de carbono pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Estes elementos são irradiados através da atmosfera superior, quente e transparente, que é produzida pela camada de inversão.

Esta assinatura é única do que os astrónomos veem nas atmosferas de Júpiteres quentes em órbita de estrelas menos quentes, como o nosso Sol. “O espectro de emissão de KELT-20b é bastante diferente do de outros Júpiteres quentes.” disse Fu. “Isto é uma evidência convincente de que os planetas não vivem isolados, mas são afectados pela sua estrela hospedeira.”

Embora os Júpiteres super-quentes sejam inabitáveis, este tipo de investigação ajuda a preparar o caminho para uma melhor compreensão das atmosferas dos planetas terrestres potencialmente habitáveis. “Se não conseguirmos descobrir o que está a acontecer nos Júpiteres super-quentes onde temos dados observacionais sólidos, não vamos ter capacidade de descobrir o que está a acontecer em espectros mais fracos a partir da observação de exoplanetas terrestres,” disse Lothringer. “Este é um teste às nossas técnicas, que nos permite construir uma compreensão geral das propriedades físicas tais como a formação de nuvens e a estrutura atmosférica.”

Astronomia On-line
8 de Abril de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética na Ucrânia



 

801: Marco científico: NASA confirma 5.000 exoplanetas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Qual é o aspecto dos planetas para lá do nosso Sistema Solar? A imagem mostra uma variedade de possibilidades. Os cientistas descobriram os primeiros exoplanetas nos anos 90. A partir de 2022, a contagem é de pouco mais de 5000 exoplanetas confirmados.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Não há muito tempo, vivíamos num Universo com apenas um pequeno número de planetas conhecidos, todos eles em órbita do nosso Sol. Mas uma nova fornada de descobertas assinala um marco científico: foram agora confirmados, no total, mais de 5000 planetas para lá do nosso Sistema Solar.

O odómetro planetário rodou a 21 de Março, com o lote mais recente de 65 exoplanetas – planetas fora da nossa família solar imediata – adicionado ao Arquivo de Exoplanetas da NASA. O arquivo regista as descobertas de exoplanetas que aparecem em artigos científicos revistos por pares e que foram confirmados utilizando múltiplos métodos de detecção ou por técnicas analíticas.

Os mais de 5.000 planetas encontrados até agora incluem mundos pequenos e rochosos como a Terra, gigantes de gás muitas vezes maiores que Júpiter e “Júpiteres quentes” em órbitas abrasadoramente íntimas em torno das suas estrelas. Existem “super-Terras”, que são mundos rochosos maiores do que o nosso, e “mini-Neptunos”, versões mais pequenas do que Neptuno do nosso Sistema Solar. Acrescente-se à mistura planetas que orbitam duas estrelas ao mesmo tempo e planetas que teimam em orbitar os remanescentes estelares de estrelas moribundas.

“Não é apenas um número,” disse Jessie Christiansen, líder científica do arquivo e cientista de investigação do Instituto de Ciência Exoplanetária da NASA em Caltech, no estado norte-americano da Califórnia. “Cada um deles é um mundo novo, um planeta novinho em folha. Fico entusiasmada com cada um deles porque não sabemos nada sobre eles.”

Mas sabemos isto: a nossa Galáxia contém provavelmente centenas de milhares de milhões de exoplanetas. A batida constante da descoberta começou em 1992 com estranhos novos mundos em órbita de uma estrela ainda mais estranha. Era um tipo de estrela de neutrões conhecida como pulsar, um cadáver estelar com rotação rápida que pulsa com rajadas de radiação de milissegundos. A medição de ligeiras alterações no tempo dos pulsos permitiu aos cientistas revelar planetas em órbita em torno do pulsar.

A descoberta de apenas três planetas em torno desta estrela giratória abriu essencialmente as comportas, disse Alexander Wolszczan, autor principal do artigo que, há 30 anos atrás, revelou os primeiros planetas a serem confirmados para lá do nosso Sistema Solar.

“Se conseguimos encontrar planetas em torno de uma estrela de neutrões, os planetas têm que estar basicamente por todo o lado,” disse Wolszczan. “O processo de produção de planetas tem de ser muito robusto.”

Wolszczan, que ainda procura exoplanetas como professor na Universidade Estatal da Pensilvânia, diz que estamos a abrir uma nova era de descobertas que irá além da simples adição de novos planetas à lista. O TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), lançado em 2018, continua a fazer novas descobertas exoplanetárias. Mas em breve os poderosos telescópios de próxima geração e os seus instrumentos altamente sensíveis, a começar pelo recentemente lançado Telescópio Espacial James Webb, irão captar luz das atmosferas dos exoplanetas, lendo quais os gases presentes para potencialmente identificar sinais indicadores de condições habitáveis.

O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, cujo lançamento está previsto para 2027, fará novas descobertas de exoplanetas utilizando uma variedade de métodos. A missão ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) da ESA, com lançamento previsto para 2029, irá observar as atmosferas de exoplanetas.

“Para mim, é inevitável que encontremos algum tipo de vida algures – muito provavelmente do tipo primitivo”, disse Wolszczan. A estreita ligação entre a química da vida na Terra e a química encontrada por todo o Universo, bem como a detecção de moléculas orgânicas disseminadas, sugere que a detecção da própria vida é apenas uma questão de tempo, acrescentou.

Como encontrar outros mundos

Este quadro nem sempre pareceu tão promissor. O primeiro planeta detectado em torno de uma estrela parecida com o Sol, em 1995, revelou-se um Júpiter quente: um gigante gasoso com cerca de metade da massa do nosso próprio Júpiter numa órbita extremamente íntima, de quatro dias, em torno da sua estrela. Por outras palavras, um ano neste planeta dura apenas quatro dias.

Assim que os astrónomos aprenderam a reconhecê-los, apareceram mais planetas deste tipo nos dados de telescópios terrestres – primeiro dúzias, depois centenas. Foram encontrados utilizando o método de “oscilação”: o rastreamento de movimentos ligeiros de uma estrela, provocados pela atracção gravitacional de planetas em órbita. Mas mesmo assim, nada parecia ser habitável.

A descoberta de mundos pequenos e rochosos como o nosso exigiu o próximo grande salto na tecnologia de caça exoplanetária: o método de “trânsito”. O astrónomo William Borucki teve a ideia de fixar detectores de luz extremamente sensíveis a um telescópio, lançando-o depois para o espaço. O telescópio olharia durante anos para um campo com mais de 170.000 estrelas, à procura de pequenas quedas no brilho das estrelas quando um planeta passava em frente, do ponto de vista do Sistema Solar.

Essa ideia foi concretizada no Telescópio Espacial Kepler.

Borucki, investigador principal da missão Kepler, missão esta agora aposentada, diz que o seu lançamento em 2009 abriu uma nova janela sobre o Universo.

“Tenho uma verdadeira sensação de satisfação e realmente de admiração pelo que existe por aí,” disse. “Nenhum de nós esperava esta enorme variedade de sistemas planetários e estrelas. É realmente espantoso.”

Astronomia On-line
25 de Março de 2022

 



 

787: NASA confirma a descoberta de mais de 5.000 mundos fora do Sistema Solar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Os primeiros planetas extra-solares foram descobertos confirmados a 1992. Estas evidências abriram as portas aquilo que é hoje anunciado. A NASA confirmou a existência de 5005 mundos fora do nosso Sistema Solar.

Estes exoplanetas estão agora documentados pela NASA cada um com as suas especificidades, mas com algo em comum com a Terra: todos eles giram em torno de uma estrela.

Foi em Janeiro de 1992 que foram descobertos e confirmados os dois primeiros exoplanetas ou, por outras palavras, planetas extra-solares. Falamos de dois mundos rochosos a mais de 2.300 anos-luz da Terra que orbitam a sua própria estrela.

Trinta anos se passaram e a NASA anunciou a confirmação de 5.005 exoplanetas, que estão agora documentados com as suas próprias características.

Cada um destes exoplanetas apareceu em estudos revistos pelos pares e foi observado através de várias técnicas de detecção ou métodos de análise. Ainda assim, há muito para descobrir sobre cada um deles e por isso continuam a ser colocadas ao serviço dos cientistas máquinas para ajudar neste processo, como é o caso do recém-lançado telescópio espacial James Webb e do futuro Nancy Grace Roman.

Isto “não é apenas um número”, segundo a astrónoma Jessie Christiansen, do Instituto de Ciências de Exoplanetas da NASA em Caltech.

Cada um deles é um mundo novo, um planeta totalmente novo. Fico animada com cada um porque não sabemos nada sobre eles.

Os dois primeiros mundos confirmados, descobertos pelos astrónomos Alexander Wolszczan e Dale Frail, eram exoplanetas com 4,3 e 3,9 vezes a massa da Terra, girando em torno de uma estrela morta conhecida pelo seu pulsar de milissegundo. Um terceiro exoplaneta muito menor, com 0,02 vezes a massa da Terra, foi descoberto em 1994. Os exoplanetas foram nomeados Poltergeist, Phobetor e Draugr, respectivamente.

O Telescópio Espacial Kepler, lançado em 2009, contribuiu com mais de 3.000 exoplanetas confirmados para a lista, com outros 3.000 candidatos à espera de análise e investigação.

Pplware
Autor: Maria Inês Coelho
22 Mar 2022

 



 

777: Astrónomos acabam de “perder” três exoplanetas (e há um quarto na corda bamba)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/EXOPLANETAS

Tim Pyle / NASA
Kepler-11 é uma estrela semelhante ao Sol em torno da qual orbitam seis planetas

Os objectos Kepler-854b, Kepler-840b e Kepler-699b são demasiado grandes para serem exoplanetas. O mais provável é que sejam estrelas.

Desde que os astrónomos descobriram que existem mundos para lá do nosso Sistema Solar, foram descobertos mais de cinco mil exoplanetas.

Recentemente, investigadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram que três (ou quatro), originalmente descobertos pelo Telescópio Espacial Kepler, são demasiado grandes para serem considerados exoplanetas, havendo maior probabilidade de serem pequenas estrelas.

“A maioria dos exoplanetas são do tamanho de Júpiter ou muito mais pequenos”, explicou o astrónomo Prajwal Niraula, citado pelo Science Alert. “Duas vezes [o tamanho de] Júpiter já é suspeito. Maior do que isso não pode ser um planeta.”

Graças a novas e melhores estimativas de propriedades estelares, os cientistas descobriram que os três objectos – Kepler-854b, Kepler-840b e Kepler-699b – têm entre duas e quatro vezes o tamanho de Júpiter.

Kepler-747b tem cerca de 1,8 vezes o tamanho de Júpiter, o que é comparável aos maiores planetas confirmados. No entanto, está relativamente longe da sua estrela e a quantidade de luz que recebe é muito pequena para sustentar um planeta do seu tamanho.

Kepler-747b, é, portanto, suspeito, mas não totalmente implausível.

O objectivo inicial desta investigação era procurar sistemas com sinais de distorção. “Se houver dois objectos próximos, a atracção gravitacional de um fará com que o segundo adopte uma forma oval ou elipsoidal, o que dá uma ideia do quão grande é o companheiro”, explicou Niraula.

Desta forma, é possível determinar se se trata de um sistema estrela-estrela ou estrela-planeta, “apenas com base nessa força de maré”.

Foi ao analisar o catálogo do Kepler que os cientistas encontraram um sinal do Kepler-854b que parecia muito grande. “De repente, tivemos um sistema onde vimos este sinal elipsoidal enorme, e imediatamente soubemos que não poderia ser de um planeta”, rematou Avi Shporer, co-autor do artigo científico publicado no The Astronomical Journal.

  ZAP //

ZAP
22 Março, 2022