Moléculas na atmosfera de exoplaneta

Uma equipe de cientistas detectou vapor de água e monóxido de carbono num exoplaneta. Medições dão indicações sobre formação de sistema estelar.

© Instituto Dunlap (ilustração do sistema planetário HR 8799)

O planeta HR 8799c é um gigante girando em torno de uma estrela a 130 anos-luz de distância da Terra, descoberto em 2008.

Agora, os cientistas conseguiram detectar moléculas de monóxido de carbono e vapor de água na sua atmosfera quente através de um potente espectrógrafo, algo que nunca tinha sido feito com esta precisão. Pode-se dizer que este é um sistema jovem. A estrela HR 8799, que tem cerca 1,5 vez o tamanho do Sol e é cinco vezes mais brilhante do que ele, nasceu há 30 milhões de anos, muito antes da linhagem humana evoluir na África, mas há pouquíssimo tempo se compararmos esta data com os 4,6 bilhões de anos que o Sol possui.

Conhecem-se ao todo quatro planetas gigantes orbitando em torno desta estrela, todos maiores do que Júpiter. Devido ao seu tamanho e ao seu brilho foram identificados por observação direta.

O planeta HR 8799e, o mais interno dos achados, tem aproximadamente nove vezes a massa de Júpiter, o maior do nosso Sistema Solar. Ele está 14,5 vezes mais longe de sua estrela do que a Terra está do Sol.

Já o planeta HR 8799d é ainda maior, com dez vezes a massa de Júpiter. Ele leva cerca de cem dias da Terra para orbitar sua estrela.

Também com dez vezes a massa de Júpiter, o HR 8799c teve alguns detalhes da atmosfera revelados. Ao estudarem a luz refletida pelo planeta, os cientistas identificaram que sua atmosfera tem água e carbono.

O planeta mais externo do grupo, HR 8799b, tem cerca de sete vezes a massa de Júpiter. Ele está 68 vezes mais longe da estrela do que a Terra está do Sol.

Apesar das fortes evidências, os planetas ainda são considerados candidatos.

“O sistema só tem 30 milhões de anos de idade o que faz com que os planetas sejam muito quentes, cerca de 726ºC e por isso são mais fáceis de se observarem”, explica Bruce Macintosh, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, Califórnia, Estados Unidos.

O planeta HR 8799c é o segundo planeta mais distante. Está, comparativamente, tão longe da sua estrela como Plutão está do Sol. É um planeta gasoso gigante, e a equipe inspecionou a sua atmosfera no Observatório Keck no Havai, com um espectrógrafo de alta resolução chamado OSIRIS que consegue observar uma região muito localizada e distante no céu. E permite descobrir as impressões digitais de moléculas específicas.

Foi observada a região do espectro luminoso situada no infravermelho, uma região de onde o planeta, devido às altas temperaturas, emite mais brilho. “A técnica divide a luz do planeta em muitas porções pequenas ao longo de uma região do infravermelho. E podemos medir pequenas mudanças no brilho que correspondem às propriedades da água e do monóxido de carbono”, disee Travis Barman, do Observatório de Lowell, Arizona.

Ao contrário da atmosfera de Júpiter, que contém metano, no caso da atmosfera do planeta HR 8799c não foi encontrada esta molécula. Os cientistas defendem que devido às altas temperaturas o carbono tende a transformar-se em monóxido de carbono e não em metano.

A proporção das duas moléculas encontradas foi o suficiente para os pesquisadores compreenderem melhor como se formou este longínquo sistema estelar. As medições permitiram verificar que a atmosfera continha mais monóxido de carbono do que vapor de água. “Isto significa que a atmosfera deste planeta tem menos vapor de água do que o esperado se o planeta tivesse a composição da estrela em que orbita. No início haveria muitas partículas de gelo no disco planetário original que rodeava a estrela, depois desta formar-se, e estas partículas de gelo condensaram-se nas regiões frias do disco”, explica Quinn Konopacky, pesquisadora da Universidade de Toronto.

Depois, estas partículas terão agregado continuamente até formarem planetas suficientemente grandes, cuja massa foi capaz de reter atmosfera pela força da gravidade. A este processo de formação de planetas chama-se acreção e é o mesmo que se pensa que tenha acontecido durante a formação do nosso Sistema Solar.

Fonte: Science