Astrônomos usando o Hubble detectaram vapor de água na atmosfera de GJ 9827d, um pequeno exoplaneta, sugerindo a presença de atmosferas ricas em água em planetas semelhantes. Esta descoberta marca um passo significativo na exploração da composição e evolução das atmosferas exoplanetárias. crédito: SciTechDaily.com
O mundo fumegante pode ser uma amostra de planetas ricos em água em toda a nossa galáxia
A busca por vida no espaço anda de mãos dadas com a busca por água em planetas ao redor de outras estrelas. A água é uma das moléculas mais comuns do universo e toda a vida na Terra a necessita. A água funciona como solvente, dissolvendo substâncias e permitindo reações químicas importantes em células animais, vegetais e microbianas. É muito melhor nisso do que outros líquidos.
Os astrônomos ficam intrigados ao encontrar evidências de vapor d’água em exoplanetas. Um alvo recente é o planeta GJ 9827d, que pode ter uma atmosfera rica em água ao seu redor. Não maior que o dobro do diâmetro da Terra, o planeta poderia ser um exemplo de mundos potencialmente ricos em água em outras partes da nossa galáxia. Mas não planeje comprar um imóvel no GJ 9827d. O planeta está tão quente quanto Vênusa 800 graus Fahrenheit. Isso o torna um mundo fumegante.
Este é um conceito artístico do exoplaneta GJ 9827d, o menor exoplaneta onde foi detectado vapor de água na atmosfera. O planeta poderia ser um exemplo de planetas potenciais com atmosferas ricas em água em outras partes da nossa galáxia. Com apenas cerca de duas vezes o diâmetro da Terra, o planeta orbita a estrela anã vermelha GJ 9827. Dois planetas internos do sistema estão à esquerda. As estrelas de fundo são plotadas como seriam vistas a olho nu, olhando em direção ao nosso Sol. O Sol está muito fraco para ser visto. A estrela azul no canto superior direito é Regulus; a estrela amarela no centro inferior é Denebola; e a estrela azul no canto inferior direito é Spica. A constelação de Leão está à esquerda e Virgem está à direita. Ambas as constelações estão distorcidas da nossa visão terrestre a 97 anos-luz de distância. Crédito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI), Ralf Crawford (STScI)
Telescópio espacial Hubble encontra vapor de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta
Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA observaram o menor exoplaneta onde foi detectado vapor de água na atmosfera. Com apenas aproximadamente o dobro do diâmetro da Terra, o planeta GJ 9827d poderia ser um exemplo de potenciais planetas com atmosferas ricas em água noutros locais da nossa galáxia.
“Esta seria a primeira vez que podemos mostrar diretamente, através de uma deteção atmosférica, que estes planetas com atmosferas ricas em água podem realmente existir em torno de outras estrelas,” disse o membro da equipa Björn Benneke do Instituto Trottier de Investigação sobre Exoplanetas da Universidade de Montreal. . “Este é um passo importante para determinar a prevalência e diversidade de atmosferas em planetas rochosos.”
“A água num planeta tão pequeno é uma descoberta marcante”, acrescentou a co-investigadora principal Laura Kreidberg do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha. “Isso está mais perto do que nunca de caracterizar mundos verdadeiramente semelhantes à Terra.”
Investigando a atmosfera do planeta
No entanto, ainda é muito cedo para dizer se o Hubble mediu espectroscopicamente uma pequena quantidade de vapor de água numa atmosfera rica em hidrogénio ou se a atmosfera do planeta é maioritariamente composta por água, deixada para trás depois de uma atmosfera primitiva de hidrogénio/hélio ter evaporado sob a radiação estelar. .
“Nosso programa de observação, liderado pelo investigador principal Ian Crossfield da Universidade de Kansas em Lawrence, Kansas, foi projetado especificamente com o objetivo não apenas de detectar as moléculas na atmosfera do planeta, mas também de procurar especificamente o vapor de água. Qualquer um dos resultados seria emocionante, quer o vapor de água seja dominante ou apenas uma pequena espécies numa atmosfera dominada por hidrogénio”, disse o autor principal do artigo científico, Pierre-Alexis Roy, do Instituto Trottier de Investigação sobre Exoplanetas da Universidade de Montreal.
“Até agora, não tínhamos conseguido detectar diretamente a atmosfera de um planeta tão pequeno. E agora estamos entrando lentamente neste regime”, acrescentou Benneke. “Em algum momento, à medida que estudamos planetas mais pequenos, deverá haver uma transição em que não haja mais hidrogénio nestes pequenos mundos e eles tenham atmosferas mais parecidas com Vénus (que é dominada por dióxido de carbono).”
Dado que o planeta é tão quente como Vénus, a 800 graus Fahrenheit, seria definitivamente um mundo inóspito e húmido se a atmosfera fosse predominantemente de vapor de água.
Implicações e pesquisas futuras
Atualmente a equipe fica com duas possibilidades. Um cenário é que o planeta ainda esteja agarrado a uma atmosfera rica em hidrogénio misturada com água, tornando-o um mini-Netuno. Alternativamente, poderia ser uma versão mais quente do JúpiterA lua Europa, que tem duas vezes mais água que a Terra sob sua crosta. “O planeta GJ 9827d poderia ser metade água, metade rocha. E haveria muito vapor de água no topo de algum corpo rochoso menor”, disse Benneke.
Se o planeta tem uma atmosfera residual rica em água, então deve ter-se formado mais longe da sua estrela hospedeira, onde a temperatura é fria e a água está disponível na forma de gelo, do que a sua localização actual. Neste cenário, o planeta teria então migrado para mais perto da estrela e recebido mais radiação. O hidrogênio foi aquecido e escapou, ou ainda está em processo de escapar da fraca gravidade do planeta. A teoria alternativa é que o planeta se formou perto da estrela quente, com vestígios de água na sua atmosfera.
O programa Hubble observou o planeta durante 11 trânsitos – eventos em que o planeta cruzou em frente da sua estrela – que foram espaçados ao longo de três anos. Durante os trânsitos, a luz das estrelas é filtrada pela atmosfera do planeta e possui a impressão digital espectral das moléculas de água. Se existem nuvens no planeta, elas estão suficientemente baixas na atmosfera para não esconderem completamente a visão da atmosfera do Hubble, e o Hubble é capaz de sondar o vapor de água acima das nuvens.
“Observar a água é uma porta de entrada para encontrar outras coisas”, disse Thomas Greene, astrofísico da NASAdo Ames Research Center, no Vale do Silício, na Califórnia. “Esta descoberta do Hubble abre as portas para estudos futuros desses tipos de planetas pelo Telescópio Espacial James Webb. O JWST pode ver muito mais com observações infravermelhas adicionais, incluindo moléculas contendo carbono, como monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano. Assim que obtivermos um inventário total dos elementos de um planeta, poderemos compará-los com a estrela que ele orbita e compreender como foi formado.”
GJ 9827d foi descoberto pelo Telescópio Espacial Kepler da NASA em 2017. Ele completa uma órbita em torno de uma estrela anã vermelha a cada 6,2 dias. A estrela, GJ 9827, fica a 97 anos-luz da Terra, na constelação de Peixes.
Referência: “Absorção de Água no Espectro de Transmissão do Candidato Mundial da Água GJ 9827 d” por Pierre-Alexis Roy, Björn Benneke, Caroline Piaulet, Michael A. Gully-Santiago, Ian JM Crossfield, Caroline V. Morley, Laura Kreidberg, Thomas Mikal-Evans, Jonathan Brande, Simon Delisle, Thomas P. Greene, Kevin K. Hardegree-Ullman, Travis Barman, Jessie L. Christiansen, Diana Dragomir, Jonathan J. Fortney, Andrew W. Howard, Molly R. Kosiarek e Joshua D Lothringer, 12 de setembro de 2023, O Cartas de diários astrofísicos.
DOI: 10.3847/2041-8213/acebf0
O telescópio espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA. O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble e do Webb. STScI é operado pela NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, em Washington, DC
