Um planeta do tamanho de Júpiter esconde um grande segredo: uma cauda de 350.000 milhas de comprimento

Os cientistas dizem que a descoberta apresenta uma rara oportunidade para estudar a física que molda milhares de outros planetas. 

Impressão de artista do exoplaneta WASP-69b em órbita da sua estrela hospedeira. Crédito: Observatório W. M. Keck/Adam Makarenko

Principais conclusões

• Os astrofísicos descobriram que um grande exoplaneta conhecido como WASP-69b está sendo seguido por uma cauda de gás sete vezes maior que o próprio planeta.
• A cauda semelhante a um cometa é o resultado da combustão da atmosfera gasosa do planeta à medida que este passa precariamente perto da estrela quente que orbita e é esticada pelos ventos estelares.
• Ao estudar este processo em tempo real, os cientistas podem compreender melhor como evoluíram milhares de outros planetas na nossa galáxia. 

WASP-69b está tendo um verão quente que nunca acaba. O enorme exoplaneta gasoso, aproximadamente do tamanho de Júpiter e a aproximadamente 160 anos-luz da Terra, orbita a sua estrela hospedeira tão perto que a sua atmosfera ferve a uma velocidade de 200.000 toneladas por segundo.

Numa nova investigação publicada hoje no Astrophysical Journal,  uma equipe liderada por astrofísicos da UCLA descobriu que, à medida que a atmosfera do planeta escapa para o espaço, os ventos estelares da sua estrela hospedeira esculpem-na numa cauda semelhante a um cometa que segue o planeta durante pelo menos 350.000 milhas – muito longe. mais longo do que o observado anteriormente.

“Trabalho de grupos anteriores mostrou que este planeta estava a perder alguma da sua atmosfera e sugeria uma cauda subtil ou talvez nenhuma”, disse Dakotah Tyler, estudante de doutoramento da UCLA e primeiro autor da investigação. “No entanto, detectámos agora definitivamente esta cauda e demonstrámos que é pelo menos sete vezes mais longa que o próprio planeta.”

Descoberto há uma década, WASP-69b é conhecido como “Júpiter quente” – um planeta gigante gasoso que orbita precariamente perto da sua estrela. Na verdade, o exoplaneta está tão próximo que completa uma órbita completa em menos de quatro dias terrestres; em comparação, Mercúrio, o planeta mais próximo do nosso Sol, tem uma órbita de 88 dias.

A descoberta de que a estrela WASP-69b não está apenas a destruir a atmosfera do planeta com radiação de alta energia, mas também a pastorear fisicamente o gás que escapou numa cauda longa e fina, ajuda a revelar como os ventos estelares afectam os planetas que orbitam as suas estrelas tão perto. Estudar diretamente este tipo de perda de massa atmosférica é fundamental para compreender exatamente como os planetas da galáxia evoluem ao longo do tempo com as suas estrelas, disseram os investigadores.

Durante a última década, aprendemos que a maioria das estrelas hospeda um planeta que as orbita mais perto do que Mercúrio orbita o nosso Sol e que a erosão das suas atmosferas desempenha um papel fundamental na explicação dos tipos de planetas que vemos hoje”, disse co. -autor e professor de física e astronomia da UCLA Erik Petigura.

 “No entanto, para a maioria dos exoplanetas conhecidos, suspeitamos que o período de perda atmosférica terminou há muito tempo. O sistema WASP-69b é uma jóia porque temos uma rara oportunidade de estudar a perda de massa atmosférica em tempo real e compreender a física crítica que molda milhares de outros planetas.”

Observações anteriores do WASP-69b, realizadas com um telescópio de 3,5 metros no Observatório Calar Alto, na Espanha, e um telescópio de 5 metros no Observatório Palomar, no condado de San Diego, mostraram apenas uma sugestão de cauda ou nenhuma cauda. Para o estudo atual, os pesquisadores usaram um telescópio maior, de 10 metros, no Observatório WM Keck, no Havaí, junto com seu instrumento espectrógrafo de alta resolução, chamado NIRSPEC, para fazer observações mais sensíveis à estrutura detalhada do WASP-69b. escapando da atmosfera.

As observações revelaram que o gás que escapa de WASP-69b, principalmente hidrogénio e hélio, é moldado e empurrado na direção da Terra pela radiação e por um fluxo de gás da sua estrela hospedeira, conhecido como vento estelar, por centenas de milhares de quilómetros. Os pesquisadores conseguiram então calcular a quantidade de massa que o planeta estava perdendo.

“Essas caudas semelhantes a cometas são realmente valiosas porque se formam quando a atmosfera do planeta em fuga colide com o vento estelar, o que faz com que o gás seja arrastado de volta”, disse Petigura. “Observar uma cauda tão extensa permite-nos estudar estas interações em grande detalhe.”

Embora o quente Júpiter esteja dançando um tango perigoso com sua estrela, Tyler disse que sua atmosfera não irá evaporar completamente.

“Com cerca de 90 vezes a massa da Terra, o WASP-69b tem um reservatório de material tão grande que mesmo a perda desta enorme quantidade de massa não o afetará muito ao longo da sua vida. Não corre o risco de perder toda a sua atmosfera durante a vida da estrela”, disse Tyler.

“A resiliência deste planeta num ambiente tão extremo e hostil serve como um poderoso lembrete para todos nós”, acrescentou. “Apesar da multiplicidade de desafios que possamos enfrentar, a nossa capacidade de resistir e superar é muitas vezes muito maior do que imaginamos. Nossos problemas podem parecer assustadores, mas como o WASP-69b, temos o que é preciso para continuar.”

Fonte: UCLA