Hubble encontra vapor de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta

Os astrónomos, utilizando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, observaram o menor exoplaneta onde foi detectado vapor de água na sua atmosfera. 

Com apenas aproximadamente o dobro do diâmetro da Terra, o planeta GJ 9827d poderia ser um exemplo de potenciais planetas com atmosferas ricas em água noutros locais da nossa galáxia.

Esta é uma ilustração do exoplaneta GJ 9827d, o exoplaneta mais pequeno onde foi detetado vapor de água na atmosfera. O planeta pode ser um exemplo de potenciais planetas com atmosferas ricas em água noutros locais da nossa Galáxia. Com apenas o dobro do diâmetro da Terra, o planeta orbita a estrela anã vermelha GJ 9827. Dois planetas interiores do sistema estão à esquerda. As estrelas de fundo estão representadas como seriam vistas a olho nu, olhando para trás, para o nosso Sol. O Sol é demasiado ténue para poder ser visto. A estrela azul em cima à direita é Régulo; a estrela amarela ao centro em baixo é Denébola; e a estrela azul em baixo à direita é Espiga. A constelação de Leão está à esquerda e Virgem está à direita. Ambas as constelações estão distorcidas em relação à nossa visão da Terra, a 97 anos-luz de distância. Crédito: NASA/ESA/Leah Hustak (STScI)/Ralf Crawford (STScI) 

“Esta seria a primeira vez que podemos mostrar diretamente, através de uma deteção atmosférica, que estes planetas com atmosferas ricas em água podem realmente existir em torno de outras estrelas,” disse o membro da equipa Björn Benneke, da Universidade de Montréal. “Este é um passo importante para determinar a prevalência e diversidade de atmosferas em planetas rochosos.”

No entanto, ainda é muito cedo para dizer se o Hubble mediu espectroscopicamente uma pequena quantidade de vapor de água numa atmosfera rica em hidrogénio ou se a atmosfera do planeta é maioritariamente composta por água, deixada para trás após uma atmosfera primitiva de hidrogénio/hélio ter evaporado sob a radiação estelar. .

“Nosso programa de observação foi projetado especificamente com o objetivo não apenas de detectar as moléculas na atmosfera do planeta, mas também de procurar especificamente o vapor d'água. Qualquer um dos resultados seria entusiasmante, quer o vapor de água seja dominante ou apenas uma espécie minúscula numa atmosfera dominada por hidrogénio”, disse o principal autor do artigo científico, Pierre-Alexis Roy, da Université de Montréal.

“Até agora, não tínhamos conseguido detectar diretamente a atmosfera de um planeta tão pequeno. E agora estamos entrando lentamente neste regime”, acrescentou Benneke. “Em algum momento, à medida que estudamos planetas menores, deve haver uma transição em que não haja mais hidrogênio nesses pequenos mundos e eles tenham atmosferas mais parecidas com Vênus (que é dominada por dióxido de carbono).”

Dado que o planeta é tão quente como Vénus, com cerca de 425 graus Celsius, seria definitivamente um mundo inóspito e húmido se a atmosfera fosse predominantemente de vapor de água.

Atualmente a equipe fica com duas possibilidades. O planeta ainda está agarrado a um invólucro rico em hidrogénio misturado com água, o que o torna um mini-Netuno. Alternativamente, poderia ser uma versão mais quente da lua de Júpiter, Europa, que tem duas vezes mais água que a Terra sob a sua crosta. “O planeta GJ 9827d poderia ser metade água, metade rocha. E haveria muito vapor de água no topo de algum corpo rochoso menor”, ​​disse Benneke.

Se o planeta tem uma atmosfera residual rica em água, então deve ter-se formado mais longe da sua estrela hospedeira, onde a temperatura é fria e a água está disponível na forma de gelo, do que a sua localização actual. Neste cenário, o planeta teria então migrado para mais perto da estrela e recebido mais radiação. O hidrogênio foi então aquecido e escapou, ou ainda está em processo de escapar, da fraca gravidade do planeta. A teoria alternativa é que o planeta se formou perto da estrela quente, com vestígios de água na sua atmosfera. 

O programa Hubble observou o planeta durante 11 trânsitos – eventos em que o planeta cruzou na frente da sua estrela – que foram espaçados ao longo de três anos. Durante os trânsitos, a luz das estrelas é filtrada pela atmosfera do planeta e carrega a impressão digital espectral das moléculas de água. Se existem nuvens no planeta, elas estão suficientemente baixas na atmosfera para não esconderem completamente a visão da atmosfera do Hubble, e o Hubble é capaz de sondar o vapor de água acima das nuvens.

A descoberta do Hubble abre as portas para um estudo mais detalhado do planeta. É um bom alvo para o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA fazer espectroscopia infravermelha em busca de outras moléculas atmosféricas.

GJ 9827d foi descoberto pelo Telescópio Espacial Kepler da NASA em 2017. Ele completa uma órbita em torno de uma estrela anã vermelha a cada 6,2 dias. A estrela, GJ 9827, fica a 97 anos-luz da Terra, na constelação de Peixes.

Fonte: Esahubble.org