Hubble mede diretamente rotação de "SUPER-JÚPITER"

Esta é uma impressão de artista do planeta com quatro vezes a massa de Júpiter que orbita a 8 mil milhões de quilómetros de uma anã castanha (o objeto avermelhado no pano de fundo). O planeta está a apenas 170 anos-luz de distância. O nosso Sol é uma estrela de fundo. Crédito: NASA, ESA e G. Bacon/STScI

Usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA, astrónomos mediram a taxa de rotação de um exoplaneta extremo, observando a variação de brilho na sua atmosfera. Esta é a primeira medição da rotação de um exoplaneta massivo usando imagens diretas. O resultado é muito emocionante", afirma Daniel Apai da Universidade do Arizona em Tucson, EUA, líder da investigação do Hubble. "Dá-nos uma técnica única para estudar as atmosferas dos exoplanetas e para medir as taxas de rotação."

O planeta, chamado 2M1207b, tem aproximadamente quatro vezes a massa de Júpiter e é apelidado de "super-Júpiter". É companheiro de uma estrela falhada conhecida como anã castanha, orbitando o objeto a uma distância de 8 mil milhões de quilómetros. Em contraste, Júpiter está a aproximadamente 800 milhões de quilómetros do Sol. A anã castanha tem o nome 2M1207. O sistema está situado a 170 anos-luz da Terra. A estabilidade, alto contraste e alta-resolução das imagens do Hubble permitiram com que os astrónomos medissem com precisão o brilho do planeta à medida que este gira. Os investigadores atribuem a variação de brilho aos complexos padrões de nuvens na atmosfera do planeta.

As novas medições do Hubble não só verificam a presença destas nuvens, como também mostram que as camadas de nuvens são irregulares e incolores. Os astrónomos observaram pela primeira vez este exoplaneta gigante há 10 anos atrás com o Hubble. As observações revelaram que a atmosfera do exoplaneta é quente o suficiente para ter nuvens de "chuva" compostas por silicatos: rocha vaporizada que arrefece para formar partículas minúsculas semelhantes àquelas no fumo dos cigarros. Nas profundezas da atmosfera formam-se gotículas de ferro que caem como chuva, eventualmente evaporando-se à medida que entram nos níveis mais baixos da atmosfera.

"A altitudes mais elevadas, chove vidro, e a altitudes mais baixas, chove ferro," comenta Yifan Zhou da Universidade do Arizona, autor principal do artigo científico. "As temperaturas atmosféricas situam-se entre os 1200 e os 1400 graus Celsius. O super-Júpiter é tão quente que aparece mais brilhante no infravermelho. Os astrónomos usaram o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) para analisar o planeta no infravermelho e assim explorar as nuvens do objeto e medir a sua velocidade de rotação. O planeta é quente porque tem apenas 10 milhões de anos e ainda está a contrair e a arrefecer. Em comparação, Júpiter tem cerca de 4,5 mil milhões de anos.

No entanto, o planeta não irá manter estas temperaturas escaldantes. Ao longo dos próximos milhares de milhões de anos, o objeto vai arrefecer e desvanecer dramaticamente. À medida que a sua temperatura diminui, o ferro e as nuvens de silicatos também vão formar-se cada vez mais baixo na atmosfera até que, eventualmente, desaparecem de vista. Zhou e a sua equipa também determinaram que o super-Júpiter completa uma rotação aproximadamente a cada 10 horas, girando mais ou menos à mesma taxa que Júpiter.

Este super-Júpiter é apenas cinco a sete vezes menos massivo que a sua anã castanha hospedeira. Por outro lado, o nosso Sol é aproximadamente 1000 vezes mais massivo que Júpiter. "Portanto, este é um bom indício de que o sistema 2M1207 que estudámos formou-se de maneira diferente do nosso próprio Sistema Solar," explicou Zhou. Os planetas que orbitam o nosso Sol formaram-se dentro de um disco circumestelar através de acreção. Mas o super-Júpiter e a sua companheira podem ter-se formado no colapso gravitacional de um par de discos separados.

"O nosso estudo demonstra que o Hubble e o seu sucessor, o Telescópio Espacial James Webb da NASA, será capaz de obter mapas de nuvens dos exoplanetas, com base na luz que recebemos deles," acrescenta Apai. De facto, este super-Júpiter é um alvo ideal para o telescópio Webb, um observatório espacial infravermelho com lançamento previsto para 2018. O Webb vai ajudar os astrónomos a melhor determinar a composição atmosférica do exoplaneta e a derivar mapas detalhados da variação de brilho com a nova técnica demonstrada com as observações do Hubble. Os resultados deste estudo aparecem na edição de 11 de fevereiro da revista The Astrophysical Journal.
Fonte: Astronomia Online