Vapor de água é descoberto pela primeira vez em exoplaneta

por Lucas
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Astrônomos utilizando o Telescópio Espacial Hubble descobriram uma descoberta significativa sobre a atmosfera de um pequeno exoplaneta, chamado GJ 9827d. Este planeta, embora pequeno em tamanho, tem uma atmosfera rica em vapor de água. No entanto, a superfície do planeta é extremamente quente, com temperaturas altas o suficiente para derreter chumbo, tornando-o inóspito para a vida como a conhecemos.

A equipe envolvida nesta descoberta indicou que o GJ 9827d exibe temperaturas semelhantes às de Vênus, aproximadamente 400 graus Celsius. Apesar das temperaturas extremas, a descoberta permanece notável devido às características específicas do exoplaneta.

Historicamente, a detecção de vapor de água nas atmosferas de exoplanetas não é incomum. No entanto, o que faz o GJ 9827d se destacar é o seu tamanho relativamente pequeno em comparação com outros exoplanetas onde o vapor de água foi detectado. Laura Kreidberg, membro da equipe e diretora do departamento de Física Atmosférica de Exoplanetas do Instituto Max Planck de Astronomia, expressou entusiasmo com esta descoberta. “A descoberta de água no GJ 9827d é emocionante porque é o menor planeta até agora onde detectamos uma atmosfera”, ela disse ao Space.com.

O GJ 9827d é cerca de duas vezes o tamanho da Terra e orbita uma estrela chamada GJ 987. Esta estrela está localizada aproximadamente a 97 anos-luz de distância da Terra na constelação de Peixes. Notavelmente, o GJ 9827d é um dos três planetas semelhantes à Terra orbitando esta estrela, que se estima ter cerca de 6 bilhões de anos.

Björn Benneke, outro membro da equipe e cientista no Instituto Trottier de Pesquisa em Exoplanetas da Université de Montréal, destacou a importância desta descoberta para entender a existência de atmosferas ricas em água ao redor de outras estrelas. Ele afirmou, “Este é um passo importante para determinar a prevalência e a diversidade de atmosferas em planetas rochosos.”

Uma questão-chave que surge a partir desta descoberta é a natureza do GJ 9827d. De acordo com Kreidberg, a natureza dos planetas que são entre duas e três vezes o tamanho da Terra não é bem compreendida. Eles poderiam ser super-Terras com um grande núcleo rochoso e uma atmosfera leve, ou poderiam ser inteiramente diferentes, assemelhando-se a mundos de água predominantemente feitos de gelo de água, diferente de qualquer coisa em nosso próprio sistema solar.

A classificação do planeta também é um assunto de debate. As observações do Hubble de GJ 9827d ao longo de três anos, incluindo 11 trânsitos em sua estrela, forneceram insights sobre sua composição atmosférica. Elementos químicos e compostos absorvem luz em comprimentos de onda característicos, e à medida que a luz de uma estrela passa pela atmosfera de um planeta, ela revela pistas sobre a composição do planeta.

Os astrônomos atualmente não têm certeza se o Hubble detectou uma pequena quantidade de água em uma atmosfera rica em hidrogênio ou se a atmosfera do planeta é predominantemente água. Pierre-Alexis Roy, o autor principal da pesquisa e cientista no Instituto Trottier de Pesquisa em Exoplanetas, observou, “Qualquer resultado seria emocionante, seja o vapor de água dominante ou apenas uma pequena espécie em uma atmosfera dominante de hidrogênio.”

Se o GJ 9827d esteve perto de sua estrela-mãe durante sua vida de 6 bilhões de anos, a intensa radiação poderia ter evaporado qualquer hidrogênio primordial, deixando uma atmosfera dominada por vapor de água. Esta teoria é apoiada pelo fato de que tentativas de detectar hidrogênio ao redor do GJ 9827d até agora não tiveram sucesso.

Alternativamente, se o GJ 9827d ainda retém uma atmosfera rica em hidrogênio com água, ele poderia ser classificado como um mini-Netuno. Este tipo de planeta é menos massivo que Netuno, mas se assemelha ao gigante de gelo por ter uma atmosfera espessa de hidrogênio e hélio.

Outra possibilidade é que o exoplaneta se assemelhe a uma versão maior e mais quente da lua Europa de Júpiter, que se acredita ter quantidades significativas de água sob uma crosta espessa de gelo. Benneke especulou, “O planeta GJ 9827d poderia ser metade água, metade rocha. E haveria muito vapor de água em cima de algum corpo rochoso menor.”

A presença de uma atmosfera espessa de vapor de água pode sugerir que o GJ 9827d nasceu mais longe de sua estrela, onde as temperaturas eram mais baixas, antes de migrar para sua posição atual. Tal migração teria exposto o planeta a mais radiação de sua estrela, potencialmente transformando gelo em água líquida e vapor. A gravidade relativamente baixa do planeta também poderia estar causando vazamento de hidrogênio de sua atmosfera, um processo que ainda pode estar em andamento.

O estudo do GJ 9827d abriu a porta para novas investigações, particularmente com o Telescópio Espacial James Webb (JWST). Kreidberg expressou otimismo sobre pesquisas futuras com JWST, que já estão em andamento: “GJ 9827d está sendo observado com JWST para aprender mais sobre sua composição atmosférica e buscar moléculas adicionais como dióxido de carbono. As observações estão em andamento, e teremos mais respostas em breve!”

Esta pesquisa foi publicada no ano passado no The Astrophysical Journal Letters.

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