Vazamento de hélio no exoplaneta WASP-107b

 Uma equipe internacional observou gigantescas nuvens de hélio escapando do exoplaneta WASP-107b. Obtidas com o Telescópio Espacial James Webb, essas observações foram modeladas usando ferramentas desenvolvidas na Universidade de Genebra (UNIGE). A análise, publicada na revista Nature Astronomy , fornece pistas valiosas para a compreensão desse fenômeno de escape atmosférico, que influencia a evolução dos exoplanetas e molda algumas de suas características.

Representação artística de WASP-107b. Sua baixa densidade e a intensa radiação de sua estrela permitem que o hélio escape do planeta. © Universidade de Genebra/NCCR PlanetS/Thibaut Roger 

Às vezes, a atmosfera de um planeta escapa para o espaço. É o caso da Terra, que perde irreversivelmente pouco mais de 3 kg de matéria (principalmente hidrogênio) a cada segundo. Esse processo, chamado de "escape atmosférico", é de particular interesse para astrônomos que estudam exoplanetas localizados muito próximos de suas estrelas. Aquecidos a temperaturas extremas, eles estão sujeitos a esse fenômeno, que desempenha um papel fundamental em sua evolução.

Essas são pistas valiosas para reconstruir a história da formação e migração de WASP-107b.

Graças ao Telescópio Espacial James Webb, uma equipe internacional — incluindo cientistas da Universidade de Genebra (UNIGE), bem como da Universidade McGill, da Universidade de Chicago e da Universidade de Montreal — conseguiu observar imensos fluxos de gás hélio escapando do planeta WASP-107b. Este exoplaneta está localizado a mais de 210 anos-luz do nosso sistema solar . Esta é a primeira vez que esse elemento químico foi identificado com o Telescópio Espacial James Webb (JWST) em um exoplaneta, permitindo uma descrição detalhada do fenômeno.

Um planeta "algodão-doce"

Descoberto em 2017, o WASP-107b está sete vezes mais perto de sua estrela do que Mercúrio, o planeta mais próximo do nosso Sol. Sua densidade é muito baixa porque ele tem o tamanho de Júpiter, mas apenas um décimo de sua massa. Esses planetas às vezes são apelidados de "planetas algodão-doce", devido à sua baixa densidade que lembra a guloseima.

Um vasto fluxo de hélio foi detectado se estendendo de sua atmosfera, chamada de "exosfera". Essa nuvem bloqueia parcialmente a luz da estrela mesmo antes de o planeta passar em frente a ela. "Nossos modelos de escape atmosférico confirmam a presença de fluxos de hélio, tanto à frente quanto atrás do planeta, estendendo-se na direção de seu movimento orbital por quase dez vezes o raio do planeta", explica Yann Carteret, doutorando do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e coautor do estudo.

Pistas valiosas

Além do hélio, os astrônomos conseguiram confirmar a presença de água e traços de misturas químicas (incluindo monóxido de carbono, dióxido de carbono e amônia) na atmosfera do planeta, observando a ausência de metano, gás capaz de ser detectado pelo JWST. Essas são pistas valiosas para reconstruir a história da formação e migração de WASP-107b: o planeta se formou longe de sua órbita atual e depois se aproximou de sua estrela, o que explicaria sua atmosfera densa e a perda de gás.

Este estudo é uma referência fundamental para uma melhor compreensão da evolução e dinâmica desses mundos distantes. "Observar e modelar a fuga atmosférica é uma importante área de pesquisa no Departamento de Astronomia da Universidade de Genebra (UNIGE), pois acredita-se que seja responsável por certas características observadas na população de exoplanetas", explica Vincent Bourrier, professor e pesquisador do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e coautor do estudo.

"Na Terra, a fuga atmosférica é muito fraca para influenciar drasticamente o nosso planeta. Mas acredita-se que seja responsável pela ausência de água em nosso vizinho próximo, Vênus. Portanto, é crucial compreender completamente os mecanismos que atuam nesse fenômeno, que pode erodir as atmosferas de alguns exoplanetas rochosos", conclui.

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