Hubble detecta hélio na atmosfera de um exoplaneta pela primeira vez

Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA detectaram hélio na atmosfera do exoplaneta WASP-107b. Esta é a primeira vez que este elemento foi detectado na atmosfera de um planeta fora do sistema solar. A descoberta demonstra a capacidade de usar espectros de infravermelho para estudar atmosferas estendidas de exoplanetas.

A equipe internacional de astrônomos, liderada por Jessica Spake, estudante de doutorado na Universidade de Exeter, no Reino Unido, usou a Wide Field Camera 3 do Hubble para descobrir o hélio na atmosfera do exoplaneta WASP-107b. Esta é a primeira detecção desse tipo.

Spake explicou a importância da descoberta: "O hélio é o segundo elemento mais comum no universo após o hidrogênio. É também um dos principais constituintes dos planetas Júpiter e Saturno em nosso sistema solar. No entanto, até agora o hélio não foi detectado em exoplanetas - apesar das buscas por ele. "

A equipe fez a detecção analisando o espectro infravermelho da atmosfera do WASP-107b. Detecções prévias de atmosferas de exoplanetas estendidas foram feitas através do estudo do espectro em comprimentos de onda ultravioleta e óptica; Essa detecção, portanto, demonstra que as atmosferas de exoplanetas também podem ser estudadas em comprimentos de onda maiores.

A medição da atmosfera de um exoplaneta é realizada quando o planeta passa na frente de sua estrela hospedeira. Uma pequena porção da luz da estrela passa pela atmosfera do exoplaneta, deixando impressões digitais detectáveis ​​no espectro da estrela. Quanto maior a quantidade de um elemento presente na atmosfera, mais fácil será a detecção.

"O forte sinal do hélio que medimos demonstra uma nova técnica para estudar camadas superiores de atmosferas de exoplanetas em uma ampla gama de planetas", disse Spake. "Os métodos atuais, que usam luz ultravioleta, são limitados aos exoplanetas mais próximos. Sabemos que há hélio na alta atmosfera da Terra e essa nova técnica pode nos ajudar a detectar atmosferas em torno de exoplanetas do tamanho da Terra - o que é muito difícil com a tecnologia atual. "

O WASP-107b é um dos planetas de densidade mais baixa conhecido: enquanto o planeta é aproximadamente do mesmo tamanho que Júpiter, ele possui apenas 12% da massa de Júpiter. O exoplaneta é de cerca de 200 anos-luz da Terra e leva menos de seis dias para orbitar sua estrela hospedeira.

A quantidade de hélio detectada na atmosfera do WASP-107b é tão grande que sua atmosfera superior deve se estender por dezenas de milhares de quilômetros até o espaço. Isso também torna a primeira vez que uma atmosfera estendida foi descoberta em comprimentos de onda infravermelhos.

Como sua atmosfera é tão extensa, o planeta está perdendo uma quantidade significativa de seus gases atmosféricos no espaço - entre cerca de 0,1% a 4% da massa total da atmosfera a cada bilhão de anos.

A radiação estelar tem um efeito significativo na taxa em que a atmosfera de um planeta escapa. A estrela WASP-107 é altamente ativa, suportando a perda atmosférica. À medida que a atmosfera absorve a radiação, ela se aquece, de modo que o gás se expande rapidamente e escapa mais rapidamente para o espaço.

Já em 2000, previa-se que o hélio seria um dos gases mais facilmente detectáveis ​​em exoplanetas gigantes, mas até agora as buscas não tiveram sucesso.

David Sing, co-autor do estudo também da Universidade de Exeter, concluiu: "Nosso novo método, juntamente com futuros telescópios como o Telescópio Espacial James Webb da NASA, nos permitirá analisar atmosferas de exoplanetas com muito mais detalhes do que nunca "

O estudo da equipe aparece em 2 de maio de 2018, na edição online da revista científica Nature .

Fonte: http://hubblesite.org/news_release/news/2018-26