Graças ao Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, os astrónomos descobriram uma nova classe de planeta, um mundo aquático encoberto por uma atmosfera espessa e cheia de vapor. É mais pequeno que Úrano mas maior que a Terra.
A equipa internacional de astrónomos, liderada por Zachory Berta do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica fez as observações do planeta GJ 1214b. "GJ 1214b é como nenhum planeta outro que conhecemos," afirma Berta. "Uma grande fracção da sua massa é água."
O projecto terrestre MEarth, liderado por David Charbonneau da mesma instituição, descobriu GJ 1214b em 2009. Esta super-Terra tem aproximadamente 2,7 vezes o diâmetro da Terra e pesa quase sete veze mais. Orbita uma estrela anã vermelha cada 38 horas a uma distância de 2 milhões de quilómetros, dando-lhe uma temperatura estimada de 230 graus Celsius.
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Impressão de artista do planeta extrasolar GJ 1214b.
Crédito: NASA, ESA e D. Aguilar (CfA)
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Em 2010, o cientista Jacob Bean e colegas anunciaram que tinham medido a atmosfera de GJ 1214b, descobrindo que era provavelmente constituído na sua maioria por água. No entanto, as suas observações também podiam ser explicadas pela presença de uma neblina global na atmosfera de GJ 1214b.
Berta e os seus co-autores, que incluem Derek Homeier da Escola Superior de Lyon, França, usaram a câmara WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble para estudar GJ 1214b quando passou em frente da sua estrela-mãe. Durante um trânsito, a luz da estrela é filtrada através da atmosfera do planeta, dando pistas acerca da mistura de gases.
"Estamos a usar o Hubble para medir a cor infravermelha do pôr-do-Sol neste mundo," explica Berta. As neblinas são mais transparentes à radiação infravermelha do que a luz visível, por isso as observações do Hubble ajudam a revelar a diferença entre uma atmosfera cheia de vapor e uma atmosfera nublada.
Descobriram que o espectro de GJ 1214b não tem características ao longo de um grande intervalo de comprimentos de onda. O modelo atmosférico mais consistente com os dados do Hubble é uma densa atmosfera de vapor de água. "As medições do Hubble fazem pender a balança em favor de uma atmosfera cheia de vapor," afirma Berta.
Dado que a massa e tamanho do planeta são conhecidos, os astrónomos podem assim calcular a densidade, que é de apenas 2 gramas por centímetro cúbico. A água tem uma densidade de 1 g/cm^3, enquanto a Terra tem uma densidade média de 5,5 g/cm^3. Isto sugere que GJ 1214b tem muito mais água do que a Terra, e muito menos rocha.
Como resultado, a estrutura interna de GJ 1214b deve ser extremamente diferente da do nosso planeta. "As altas temperaturas e pressões formam materiais exóticos como 'gelo quente' ou 'água superfluida', substâncias completamente alienígenas em relação ao nosso dia-a-dia," afirma Berta.
Os teóricos acham que GJ 1214b formou-se mais longe da estrela, onde a água gelada existia em muito maior quantidade, e migrou para mais perto da estrela no início da história do sistema. No processo, deverá ter passado através da zona habitável da estrela, onde as temperaturas à superfície deveriam ser similares à da Terra. Quanto tempo aí ficou, não se sabe.
GJ 1214b está localizado na direcção da constelação de Ofiúco, a apenas 40 anos-luz da Terra. É por isso um candidato ideal ao estudo pelo Telescópio James Webb da NASA/ESA/CSA, com lançamento previsto para ainda esta década. O artigo que anuncia os resultados foi aceite para publicação na revista Astrophysical Journal e está disponível online.
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