Os astrônomos encontram um planeta como Júpiter, mas ele não contém nenhuma nuvem

Os astrônomos encontram um planeta como Júpiter, mas ele não contém nenhuma nuvem

Você pode fotografar Júpiter sem nuvens ou neblina perceptíveis? Não é fácil porque as ocasionais faixas de nuvens de Júpiter e seu grande ponto vermelho são características visuais distintas em nosso sistema solar. Essas características são devidas aos gases ascendentes e descendentes, principalmente amônia. Depois dos anéis de Saturno, as formas da nuvem de Júpiter são talvez a característica mais distinta do sistema solar.

Agora astrônomos com o Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian University (CfA) encontraram um planeta semelhante em massa a Júpiter, mas com uma atmosfera livre de nuvens.

Esses planetas são raros e os astrônomos acreditam que apenas cerca de 7% dos exoplanetas são assim. A descoberta permite que os cientistas estudem como ele se formou. Sem nuvens no caminho, uma visão mais clara o aguarda.

A equipe de astrônomos responsáveis ​​por esta descoberta publicou suas descobertas no The Astrophysical Journal Letters. o endereço é “Evidência de uma atmosfera aparente para o WASP-62b: o único gigante de gás transiente conhecido na área de visualização contínua do JWST. O principal autor do estudo é Menaza Alam, estudante de graduação do CfA.

WASP-62b é o planeta mais próximo de WASP-62, que é uma estrela da sequência principal a 600 anos-luz da Terra. 62b é o único planeta no sistema. Tem pouco mais da metade da massa de Júpiter e orbita WASP-62 em cerca de 4,5 dias. Tem 1,4 vezes o tamanho de Júpiter. Ele se enquadra diretamente na categoria de planetas quentes de Júpiter, com uma temperatura média de cerca de 1.330 K (1057 ° C; 1934 ° F).

Você pode fotografar Júpiter sem nuvens? Nós não podemos. Crédito da imagem: Hubble / NASA / ESA

Características de temperatura, tamanho e densidade de um planeta não são raras. O que é raro é a serenidade do ambiente. A atmosfera de um exoplaneta é de particular interesse para conduzir o autor. em Comunicado de imprensaUm cientista disse: “Para minha missão, tenho trabalhado na caracterização de exoplanetas. Pego os planetas descobertos e os sigo para descobrir suas atmosferas.”

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O nome WASP vem do Grande angular para procurar planetas (WASP) Sul. O planeta era A primeira descoberta Em 2012, foi um dos sete planetas quentes encontrados ao mesmo tempo.

WASP-62b foi descoberto usando WASP, mas Alam e seus colegas usaram Hubble para estudá-lo mais de perto. “Admito no início, não estava muito animado com este planeta”, disse Alam. “Mas assim que comecei a analisar os dados, fiquei animado.”

Usando espectroscopia, eles observaram de perto o planeta passando na frente de sua estrela três vezes, em busca de potássio e sódio. Quando a luz das estrelas passou pela atmosfera do planeta, eles determinaram a assinatura espectral completa do sódio, mas não do potássio. A assinatura de sódio disse a eles que estava claro.

“Esta é uma forte evidência de que estamos testemunhando uma atmosfera clara”, disse Alam.

Captura de tela do WASP-62b da NASA Olhos nos planetas exteriores local na rede Internet. Crédito da imagem: NASA

Em um e-mail com a Universe Today, Allam explicou as descobertas espectrais da equipe e o que elas significam.

A concentração de potássio e sódio depende de duas coisas. Em primeiro lugar, seus espectros são facilmente observáveis ​​à luz óptica. “O sódio e o potássio são dois tipos que podem ser facilmente observados nas observações atmosféricas de exoplanetas feitas em comprimentos de onda óticos, e sua presença ou ausência pode nos ajudar a concluir se há nuvens ou neblina na atmosfera de um exoplaneta”, disse Alam.

O sódio e o potássio também desempenham um papel na atmosfera dos exoplanetas, embora os detalhes não sejam claros. Um cientista explicou: “O sódio e o potássio são dois elementos que desempenham um papel interessante – mas mal compreendido – na física atmosférica e na química dos exoplanetas.” Ele também relatou que o sódio foi a primeira característica de absorção identificada na atmosfera de um exoplaneta.

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A descoberta da pegada espectral completa do sódio diz aos astrônomos que a atmosfera está limpa, mesmo que não haja como ver a atmosfera. Allam explicou que “as nuvens na atmosfera do planeta irão esconder ou obscurecer partes da linha de absorção”. “Na ausência de nuvens, podemos resolver a pegada de sódio completa – que tem uma forma semelhante a uma tenda com um pico no centro da característica absorvente e asas lineares largas. Para nossas observações do WASP-62b, este é o segundo vez que observamos o recurso de sódio cheio (por exemplo, com suas asas lineares) em um exoplaneta e a primeira vez que o fazemos do espaço. “

Esta figura do estudo mostra os dados do Espectrofotômetro de Imagem do Telescópio Espacial Hubble para WASP-62b e o único outro exoplaneta conhecido com uma atmosfera límpida, WASP-96b.  Ambos os exoplanetas parecem "... são asas salientes pressurizadas de linhas Na D a 0,59 μm." Ver um espectro de sódio com asas indica que ambos os planetas têm atmosferas claras.  WASP-96b também mostra a presença de lítio e potássio.  Crédito da foto: Alam et al, 2021.
Esta figura do estudo mostra os dados do Espectrofotômetro de Imagem do Telescópio Espacial Hubble para WASP-62b e o único outro exoplaneta conhecido com uma atmosfera límpida, WASP-96b. Ambos os exoplanetas mostram “… as asas protuberantes aumentadas pela pressão das linhas de Na D em 0,59 ?M. “Ver um espectro de sódio com asas indica que ambos os planetas têm atmosferas claras. WASP-96b também mostra a presença de lítio e potássio. Crédito da foto: Alam et al, 2021.

Mas a assinatura completa de sódio faz mais do que apenas nos dizer que a atmosfera de um exoplaneta está livre de nuvens. Pode ajudar a explicar a quantidade de sódio presente e indicar outros elementos na atmosfera.

“Não apenas nos diz que a atmosfera está limpa, mas também pode nos ajudar a restringir as quantidades mínimas (quantidades) de sódio – bem como de outros elementos na atmosfera do planeta”, disse Elm. “Esta abundância é útil para medir quantidades-chave que podem nos ajudar a rastrear as origens e a evolução deste planeta.”

Obviamente, algo diferente acontece quando um planeta sem nuvem se forma. Como são muito poucos, os astrônomos estão apenas no início de seus estudos. O único outro exoplaneta desprovido de nuvens que conhecemos é o planeta quente Saturno, chamado WASP-96b. Encontrado em 2018.

Caberia ao Telescópio Espacial James Webb examinar de perto a atmosfera deste exoplaneta. Seu céu claro também torna essa possibilidade ainda mais emocionante. Os recursos avançados de monitoramento do Webb significam que ele deve ser capaz de identificar mais componentes químicos na atmosfera do WASP-62b.

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“Na preparação para o JWST, a designação de alvo livre de nuvem / névoa é crítica para mobilizar os esforços da comunidade para observar os melhores planetas para rastreamento atmosférico detalhado.”

De “Evidence of a Clear Atmosphere of WASP-62b: O único gigante de gás transiente conhecido na área de visualização contínua JWST.”

Devido à direção e localização do JWST no espaço, ele terá duas Zonas de Visualização Contínua (CVZ). Eles estão centrados em cada pólo da eclíptica. Fortune sorri para o Alam e outros cientistas de exoplanetas porque o WASP-62b está em um dos CVZs de Webb.

O campo de visão de James Webb contém duas regiões de visão contínua, indicadas pelas elipses na imagem.  O restante do campo de visão do JWST varre o céu ao longo do tempo.  Felizmente, o WASP-62b está alojado em um dos CVZs para o JWST.  Crédito de imagem: NASA / JWST
O campo de visão de James Webb contém duas áreas de visualização contínua, indicadas pelas elipses na imagem. O restante do campo de visão do JWST varre o céu ao longo do tempo. Felizmente, o WASP-62b está alojado em um dos CVZs para o JWST. Crédito de imagem: NASA / JWST.

A equipe de pesquisadores até previu o que o JWST poderia encontrar em sua atmosfera 62b. Eles escrevem em seu artigo: “Esperamos que as observações do JWST do WASP-62b, no escopo do programa ERS, possam detectar conclusivamente o Na (12.1)?), H2O (35,6?), FeH (22,5?), SiH (6,3?), Nova Hampshire3 (11,1?), CO (8,1?), CO2 (9,7?) E CH4 (3,6?) Eles também dizem que a teoria do planeta Terra poderia apresentar limites sutis para a abundância de produtos químicos na atmosfera.

Como parte de seu trabalho, e para ajudar a provar o argumento para seguir notas com Webb, a equipe antecipou o que Webb poderia encontrar.  Crédito da foto: Alam et al, 2021.
Como parte de seu trabalho, e para ajudar a provar o argumento para seguir notas com Webb, a equipe antecipou o que Webb poderia encontrar. Crédito da foto: Alam et al, 2021.

Em sua conclusão, os autores defenderam o acompanhamento das observações do WASP-62b com o JWST.

“Na preparação para o JWST, a designação de alvo livre de nuvem / névoa é crítica para mobilizar os esforços da comunidade para monitorar os melhores planetas para rastreamento atmosférico detalhado. Embora alvos alternativos tenham sido propostos desde então, o WASP-62 é a única estrela no JWST CVZ. Com um conhecido planeta gigante transitório brilhante o suficiente para caracterização de alta qualidade da atmosfera por meio de espectroscopia transiente. “

O Telescópio Espacial James Webb está programado para ser lançado no final de outubro de 2021.

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