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Hubble descobre vapor de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta

29 de Janeiro 2024 Jornal Campeão: Hubble descobre vapor de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta

Astrónomos utilizando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA observaram o mais pequeno exoplaneta onde foi detectado vapor de água na sua atmosfera. Com apenas cerca de duas vezes o diâmetro da Terra, o planeta GJ 9827d pode ser um exemplo de potenciais planetas com atmosferas ricas em água noutros locais da nossa galáxia.

Esta seria a primeira vez que poderíamos mostrar directamente, através de uma detecção atmosférica, que estes planetas com atmosferas ricas em água podem realmente existir à volta 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 inchada rica em hidrogénio, ou se a atmosfera do planeta é maioritariamente feita de água, deixada para trás depois de uma atmosfera primitiva de hidrogénio/hélio ter evaporado sob a radiação estelar.

“O nosso programa de observação foi concebido especificamente com o objectivo não só de detectar as moléculas da atmosfera do planeta, mas também de procurar especificamente o vapor de água. Qualquer um dos resultados seria excitante, quer o vapor de água seja dominante ou apenas uma pequena espécie numa atmosfera dominada pelo hidrogénio”, disse o autor principal do artigo científico, Pierre-Alexis Roy, da Universidade de Montreal.

“Até agora, não tínhamos sido capazes de detectar directamente a atmosfera de um planeta tão pequeno. E agora estamos a entrar lentamente neste regime”, acrescentou Benneke. “A certa altura, à medida que estudamos planetas mais pequenos, deve haver uma transição em que deixa de haver hidrogénio nestes pequenos mundos e passam a ter atmosferas mais parecidas com a de Vénus (que é dominada por dióxido de carbono).”

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

Actualmente, a equipa tem duas possibilidades. O planeta ainda está agarrado a um invólucro rico em hidrogénio e com água, o que faz dele um mini-Neptuno. Em alternativa, poderá ser uma versão mais quente da lua Europa de Júpiter, que tem duas vezes mais água do que a Terra sob a sua crosta. “O planeta GJ 9827d pode ser metade água, metade rocha. E haveria muito vapor de água no topo de um corpo rochoso mais pequeno”, 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 há água disponível sob a forma de gelo, do que na sua localização actual. Neste cenário, o planeta teria então migrado para mais perto da estrela e recebido mais radiação. O hidrogénio foi então aquecido e escapou, ou está ainda em vias de escapar, à fraca gravidade do planeta. A teoria alternativa é que o planeta se formou perto da estrela quente, com um vestígio de água na sua atmosfera.

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

A descoberta do Hubble abre a porta a um estudo mais pormenorizado do planeta. É um bom alvo para o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA fazer espectroscopia de infravermelhos para procurar outras moléculas atmosféricas.

Agência Espacial Europeia