Astrônomos usando dados de três telescópios espaciais da NASA – Hubble, Spitzer e Kepler – descobriram céus limpos e vapor d’água fumegante em um planeta gasoso fora do Sistema Solar. O planeta tem aproximadamente o tamanho de Netuno, fazendo dele o menor onde partículas de qualquer tipo tenham sido detectadas.
“Essa descoberta é um marco no caminho para eventualmente se analisar a composição atmosférica de planetas menores e rochosos, mais parecidos com a Terra”, disse John Grunsfeld, administrador assistente do Science Mission Directorate da NASA em Washington. “Essas realizações só são possíveis hoje utilizando de forma combinada a capacidade desses poderosos e únicos observatórios”.
Nuvens nas atmosferas de planetas podem bloquear a visão das moléculas subjacentes que revelam informações sobre a composição e a história do planeta. Encontrar céus limpos em um planeta do tamanho de Netuno é um bom sinal que planetas menores podem ter uma boa visibilidade.
“Quando os astrônomos começam uma noite de observação, eles dizem céus limpos, como um significado de boa sorte”, diz Joanathan Fraine da Universidade de Maryland em College Park, principal autor do novo estudo que foi publicado na revista Nature. “Nesse caso, nós encontramos céus limpos em um planeta distante. Isso é muito bom para nós, porque isso significa que não existem nuvens cobrindo a nossa visão das moléculas de água”.
O planeta , HAT-P-11b, é também chamado de exo-Netuno – um planeta do tamanho de Netuno que orbita outra estrela. Ele está localizado a cerca de 120 anos-luz de distância da Terra na constelação de Cygnus. Diferente do nosso Netuno, esse planeta tem uma órbita mais próxima da sua estrela, completando uma volta ao redor dela a cada cinco dias. Esse é um mundo quente onde acredita-se exista um núcleo rochoso e uma atmosfera gasosa. Não se sabe muito mais sobre a composição do planeta, ou sobre outro exo-Netunos como ele até agora.
Parte do desafio em analisar a atmosfera de planetas como esse é o seu tamanho. Planetas maiores, como planetas do tamanho de Júpiter são mais fáceis de serem vistos graças ao seu tamanho e a sua atmosfera. De fato, os pesquisadores já tinham sido capazes de detectar vapor de água nesses planetas. Planetas menores são mais difíceis de serem pesquisados, e além disso, todos observados até o momento pareciam ser mundos cobertos de nuvens.
No novo estudo, os astrônomos se focaram na observação da atmosfera do HAT-P-11b, não sabendo se iriam encontrar nuvens ou não. Eles usaram a Wide Field Camera 3 do Hubble, e uma técnica chamada de espectroscopia de transmissão, onde o planeta é observado enquanto cruza a frente da sua estrela. A luz da estrela é filtrada através do anel da atmosfera do planeta. Se moléculas como as de vapor d’água estão presentes, elas absorvem parte da luz da estrela, deixando uma assinatura típica na luz que chega até aos telescópios na Terra.
Usando essa estratégia, o Hubble foi capaz de detectar vapor d’água no HAT-P-11b. Essa técnica indica que o planeta não tem nuvens bloqueando a visão e dá uma esperança que mais planetas sem nuvens podem ser localizados e analisados no futuro.
Mas antes da equipe poder celebrar os céus limpos no exo-Netuno, eles tiveram que mostrar que manchas estelares – “sardas” mais frias nas faces das estrelas – não eram as fontes reais de vapor d’água. Manchas estelares frias na estrela mãe podem conter vapor d’água que podem erroneamente parecer ser do planeta. Eles conseguiram mostrar isso quando apontaram o Kepler e o Spitzer para a estrela e para o exoplaneta. O Kepler tem observado um pedaço do céu por anos, e o HAT-P-11b localiza-se nesse campo de visão. Seus dados na luz visível foram combinados com as observações realizadas pelo Spitzer nos comprimentos de infravermelho. Comparando essas observações, os astrônomos descobriram que as manchas estelares eram muito quentes para ter qualquer tipo de vapor.
Nesse ponto a equipe poderia celebrar que havia conseguido detector vapor d’água em um mundo diferente do nosso Sistema Solar. “Nós acreditamos que os exo-Netunos podem ter diversas composições, que refletem suas histórias de formação”, disse Heather Knuston do Instituto de Tecnolgia da Califórnia, em Pasadena, co-autor do estudo. “Agora, com dados como esses, nós podemos começar a juntar as peças para contar uma história narrativa para a origem desses mundos distantes”.
Os resultados de todos os três telescópios demonstram que o HAT-P-11b é coberto com vapor d’água, gás hidrogênio, e provavelmente outro tipo de moléculas que ainda serão identificadas. Os teóricos desenvolverão novos modelos para explicar a origem e a formação do planeta.
“Nós estamos trabalhando na linha dos Júpiteres quentes até os exo-Netunos”, disse Drake Deming, um co-autor do estudo também da Universidade de Maryland em College Park. “Nós queremos expandir nosso conhecimento para um grande número de exoplanetas”.
Os astrônomos planejam examinar mais exo-Netunos no futuro, e esperam aplicar o mesmo método para exoplanetas menores como as super-Terras – os primos massivos rochoso do nosso mundo com uma massa 10 vezes maior. Nosso Sistema Solar não tem uma super-Terra, mas a missão Kepler está encontrando esse tipo de planeta ao redor de outras estrelas. O Telescópio Espacial James Webb da NASA, programado para ser lançado em 2018, pesquisará as super-Terras por sinais de vapor d’água e outras moléculas, contudo, encontrar sinais de oceanos e mundos possivelmente habitáveis é provavelmente algo impossível.
“O trabalho que estamos fazendo agora é importante para estudos futuros das super-Terras e até mesmo de planetas menores, pois nós queremos ser capazes de identificarmos com antecedência planetas com atmosferas limpas que nos levarão a detectar moléculas”, disse Knutson.
Mais uma vez, os astrônomos estão cruzando seus dedos por céus claros.
Fonte:
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/42/full/
