Arco-íris do exoplaneta WASP-76b

Cada glória é única, dependendo da composição da atmosfera do planeta e das cores da luz da estrela que a ilumina. WASP-76 (o “sol” de WASP-76b) é uma estrela amarela e branca da sequência principal como o nosso Sol, mas estrelas diferentes criam glórias com cores e padrões diferentes. Crédito: ESA, trabalho realizado pela ATG sob contrato para a ESA. CC BY-SA 3.0 IGO, editado

Novas observações do telescópio espacial apontam para a existência de uma “glória” na atmosfera do WASP-76b, um fenômeno luminoso como um arco-íris.

O telescópio espacial CHEOPS, cujo centro de operações científicas está localizado na Universidade de Genebra (UNIGE), está a fornecer novas informações sobre o misterioso exoplaneta WASP-76b. Este gigante ultraquente é caracterizado por uma assimetria entre a quantidade de luz observada no seu terminador oriental – a linha fictícia que separa o seu lado noturno do seu lado diurno – e a observada no seu terminador ocidental. Acredita-se que essa peculiaridade se deva a uma “glória”, um fenômeno luminoso semelhante a um arco-íris, que ocorre se a luz da estrela – o “sol” em torno do qual o exoplaneta orbita – é refletida por nuvens compostas por uma camada perfeitamente uniforme. substância. Se esta hipótese for confirmada, esta seria a primeira detecção deste fenómeno fora do nosso sistema solar. Este trabalho, realizado em colaboração com o Agência Espacial Europeia (ESA) e o Universidade de Berna (UNIBE), é publicado em Astronomia e Astrofísica.

WASP-76b é um planeta gigante ultraquente. Orbitando a sua estrela hospedeira doze vezes mais perto do que Mercúrio orbita o nosso Sol, recebe mais de 4.000 vezes a radiação do Sol na Terra. “O exoplaneta é ‘inflado’ pela intensa radiação da sua estrela. Então, embora seja 10% menos massivo que o nosso primo Júpiteré quase o dobro”, explica Monika Lendl, professora assistente do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e coautora do estudo.

Elementos que formariam rochas na Terra
derreter e evaporar, criando nuvens de ferro
aquela chuva de ferro derretido.

Desde a sua descoberta em 2013, o WASP-76b tem sido objeto de intenso escrutínio por parte dos astrónomos. Uma imagem estranhamente infernal surgiu. Um lado do planeta está sempre voltado para sua estrela, atingindo temperaturas de 2.400 graus Celsius. Os elementos que formariam rochas na Terra derretem e evaporam aqui, antes de se condensarem no lado noturno ligeiramente mais frio, criando nuvens de ferro que pingam chuva de ferro derretido.

A contribuição crucial do CHEOPS

Uma das observações mais perturbadoras para os astrónomos é a assimetria entre os dois terminadores do planeta. O terminador é a linha imaginária que separa os lados diurno e noturno de um planeta. No caso do WASP-76b, as observações mostram um aumento na quantidade de luz do terminador a leste do planeta em comparação com aquele a oeste.

Para resolver este mistério, os astrónomos usaram nada menos que vinte e três observações com o telescópio espacial CHEOPS, distribuídas ao longo de três anos. O satélite da ESA, que é pilotado pela Suíça e tem o seu centro de operações científicas no Departamento de Astronomia da UNIGE, observou numerosos eclipses secundários do planeta (quando passa atrás da sua estrela) e várias curvas de fase (observação contínua durante uma revolução completa do planeta). planeta).

Quéops

Impressão artística de CHEOPS. Crédito: © ESA / ATG medialab

Combinando esses novos dados com os de outros telescópios (TESSHubble e Spitzer), os astrónomos conseguiram apresentar uma hipótese surpreendente para explicar o excesso de fluxo luminoso no lado oriental do planeta: “Este brilho inesperado pode ser causado por uma reflexão forte, localizada e anisotrópica – ou seja, uma que depende da direção — o que chamamos de glória”, explica Olivier Demangeon, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço em Portugal e autor principal do estudo.

Uma novidade fora do nosso sistema solar

As glórias são fenômenos comuns na Terra. Eles também foram observados em Vênus. O efeito, semelhante ao arco-íris, ocorre quando a luz é refletida por nuvens formadas por gotículas perfeitamente uniformes. No caso da Terra, as gotículas são feitas de água, mas a natureza destas gotículas no WASP-76b permanece misteriosa. Pode ser ferro, pois já foi detectado na atmosfera extremamente quente do planeta. A detecção deste fenômeno no WASP-76b é a primeira desse tipo fora do nosso sistema solar.

Detectando fenômenos tão minúsculos
a uma distância tão grande permitirá aos cientistas
para identificar outros que são igualmente cruciais.

“A razão pela qual tal glória nunca foi observada fora do nosso sistema solar é que este fenómeno requer condições muito específicas. Em primeiro lugar, as partículas atmosféricas devem ser quase perfeitamente esféricas, completamente uniformes e suficientemente estáveis ​​para serem observadas durante um longo período de tempo. Estas gotículas têm de ser diretamente iluminadas pela estrela hospedeira do planeta, e o observador — neste caso, CHEOPS — deve estar na posição correta,” explica Olivier Demangeon.

Resultados a confirmar

Serão necessários mais dados para confirmar com certeza que este intrigante excesso de luz no terminador oriental do WASP-76b é uma glória. Essa confirmação atestaria a presença de nuvens formadas por gotículas perfeitamente esféricas que existem há pelo menos três anos, ou que se renovam constantemente. Para que tais nuvens persistam, a temperatura da atmosfera também teria que ser estável ao longo do tempo – uma visão fascinante e detalhada do que poderia estar acontecendo no WASP-76b.

A detecção de fenómenos tão pequenos a uma distância tão grande permitirá aos cientistas e engenheiros identificar outros que são igualmente cruciais. Por exemplo, o reflexo da luz das estrelas em lagos e oceanos líquidos – uma condição necessária para a habitabilidade.

Referência: “Assimetria na atmosfera do ultraquente Júpiter WASP-76 b” por ODS Demangeon, PE Cubillos, V Singh, TG Wilson, L Carone, A Bekkelien, A Deline, D Ehrenreich, PFL Maxted, B.-O . Demory, T Zingales, Lendl M, Bonfanti A, Sousa SG, Brandeker, Alibert Y, Alonso R, Asquier J, Bárczy T, Barrado D, Barrado Navascues, SCC Barros, W Baumjohann, M Beck, T. Beck, W. Benz , N. Billot, F. Biondi, L. Borsato, cap. Broeg, M. Buder, A. Collier Cameron, Sz. Csizmadia, MB Davies, M. Deleuil, L. Delrez, A. Erikson, A. Fortier, L. Fossati, M. Fridlund, D. Gandolfi, M. Gillon, M. Güdel, MN Günther, A. Heitzmann, Ch. Helling, S. Hoyer, KG Isaac, LL Kiss, KWF Lam, J. Laskar, A. Lecavelier des Etangs, D. Magrin, M. Mecina, Ch. Mordasini, V. Nascimbeni, G. Olofsson, R. Ottensamer, I. Pagano, E. Palle, G. Peter, G. Piotto, D. Pollacco, D. Queloz, R. Ragazzoni, N. Rando, H. Rauer, I Ribas, M Rieder, S Salmon, NC Santos, G Scandariato, D Segransan, AE Simon, AMS Smith, M Stalport, Gy. M. Szabó, N. Thomas, S. Udry, V. Van Grootel, J. Venturini, E. Villaver e NA Walton, 5 de abril de 2024, Astronomia e Astrofísica.
DOI: 10.1051/0004-6361/202348270



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