Hubble encontra vapor de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta

Hubble encontra vapor de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta

NASA/ESA/Leah Hostak (STScI)/Ralph Crawford (STScI)

Uma ilustração artística mostra o exoplaneta GJ 9827d (primeiro plano, à direita) — o menor exoplaneta onde foi detectado vapor de água atmosférico — orbitando uma estrela hospedeira. Dois planetas internos (canto inferior esquerdo) também são visíveis no sistema.

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Os astrônomos usam telescópio espacial Hubble Eles descobriram moléculas de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta extremamente quente 97 Ano luz da Terra.

O planeta, chamado GJ 9827d, tem cerca de duas vezes o diâmetro da Terra e é o menor exoplaneta encontrado com vapor de água em sua atmosfera, de acordo com um novo estudo.

A água é essencial para a vida como a conhecemos, mas é improvável que o planeta hospede qualquer tipo de vida devido às altas temperaturas que transformariam a atmosfera rica em água em vapor escaldante.

Os astrónomos ainda não descobriram a verdadeira natureza da atmosfera deste mundo invulgar, mas esta descoberta abre caminho para futuras pesquisas na sua busca para compreender as origens dos planetas fora do nosso sistema solar.

As descobertas apareceram em um relatório publicado quinta-feira em Cartas de diários astrofísicos.

“A água num planeta tão pequeno é uma descoberta histórica”, disse em comunicado a coautora do estudo Laura Kreidberg, diretora-gerente da Divisão de Física Atmosférica Exoplanetária do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha. “Está mais perto do que nunca de caracterizar mundos verdadeiramente semelhantes à Terra.”

No entanto, a temperatura do planeta atinge 427°C (800°F), tornando-o um mundo húmido, inóspito e quente como Vénus.

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“Esta será a primeira vez que poderemos mostrar diretamente, através da deteção atmosférica, que estes planetas com atmosferas ricas em água podem realmente existir em torno de outras estrelas,” disse o coautor do estudo Björn Beneke, professor do Instituto de Investigação Trottier da Universidade de Montreal. Exoplanetas, em um comunicado. “Este é um passo importante para determinar a prevalência e diversidade de atmosferas em planetas rochosos.”

Atualmente, a equipa de investigação não consegue dizer se o Hubble capturou vestígios de vapor de água numa atmosfera rica em hidrogénio ou se o planeta tem uma atmosfera rica em água porque a estrela hospedeira evaporou a atmosfera original de hidrogénio-hélio de GJ 9827d.

“Nosso programa de observação, liderado pelo investigador principal Ian Crosfield da (Universidade do Kansas) em Lawrence, Kansas, foi projetado especificamente com o objetivo de não apenas detectar moléculas na atmosfera do planeta, mas também procurar especificamente por vapor de água.” “Qualquer resultado seria emocionante, quer o vapor de água seja dominante ou apenas uma pequena espécie numa atmosfera dominada por hidrogénio”, disse o principal autor do estudo, Pierre-Alexis Roy, estudante de doutoramento no Instituto Trottier da Universidade de Montreal, num comunicado. .

Missão Kepler da NASA O planeta orbitando uma estrela anã vermelha na constelação de Peixes foi descoberto inicialmente em 2017. O exoplaneta completa uma órbita em torno de sua estrela hospedeira a cada 6,2 dias.

Os astrónomos observaram o planeta GJ 9827d durante 11 trânsitos, ou os tempos em que o planeta passou em frente da sua estrela durante a órbita, durante um período de três anos. Filtrar a luz das estrelas através da atmosfera do planeta ajudou os astrônomos a medir a assinatura das moléculas de água.

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“Até agora, não fomos capazes de detectar diretamente a atmosfera de um planeta pequeno como este. Estamos entrando lentamente neste sistema agora, “disse Beinecke.” Em algum momento, enquanto estudamos planetas pequenos, deve haver um transição onde não há mais hidrogênio.” “Nestes pequenos mundos, eles têm uma atmosfera semelhante à de Vênus (dominada por dióxido de carbono).”

Compreender mais sobre a atmosfera do planeta pode ajudar os astrônomos a classificar exatamente que tipo de mundo é GJ 9827d. Atualmente, a equipe tem duas teorias possíveis.

O planeta é provavelmente um mini-Netuno, com uma atmosfera rica em hidrogênio e vapor d'água. Se assim for, GJ 9827d provavelmente se formou a uma distância maior de sua estrela hospedeira do que sua localização atual, o que significa que o planeta teria sido mais frio e a água estaria presente na forma de gelo (semelhante a Netuno e Urano, os planetas mais distantes em nosso sistema solar). .

À medida que o planeta se aproximava da sua estrela e era exposto a mais radiação estelar, o hidrogénio aqueceu e escapou, ou ainda está a escapar, segundo os investigadores.

Ou os astrónomos suspeitam que GJ 9827d pode ser uma versão mais quente da lua gelada de Júpiter, Europa, que tem um oceano sob uma espessa crosta gelada. Beneke disse que o planeta pode ser metade água e metade rocha.

A água é uma das moléculas mais comuns encontradas em todo o universo e, durante muitos anos, os astrônomos incluíram a descoberta da água como uma parte maior da busca por vida extraterrestre.

“Observar a água é uma porta de entrada para encontrar outras coisas”, disse o coautor do estudo Thomas Green, astrofísico do Centro de Pesquisa Ames da NASA no Vale do Silício, Califórnia, em um comunicado. “Esta descoberta do Hubble abre a porta para estudos futuros destes tipos de planetas com o Telescópio Espacial James Webb. Com observações infravermelhas adicionais, o Telescópio Espacial James Webb pode ver muito mais, incluindo moléculas contendo carbono, como monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano.Uma vez que tenhamos um inventário total dos elementos de um planeta, podemos compará-los com a estrela que ele orbita e entender como ela se formou.

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Os astrônomos já observaram GJ 9827d usando o telescópio Webb para procurar água e outros tipos de moléculas, e esses dados serão compartilhados no futuro.

“Mal podemos esperar para ver o que estes dados revelam”, disse Kreidberg. “Esperamos que agora possamos resolver a questão dos Reinos da Água de uma vez por todas.”

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