Os astrónomos observaram o intenso aquecimento de um distante planeta à medida que se aproximava da sua estrela-mãe, providenciando pistas importantes acerca das propriedades atmosféricas do mesmo. As observações permitiram aos astrónomos da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, EUA, gerar imagens realistas do planeta ao inserir os dados em simulações computacionais da atmosfera do planeta.
"Nós não conseguimos obter uma imagem directa do planeta, mas podemos deduzir como seria se lá estivéssemos. A capacidade de ir além da interpretação de um artista e fazer simulações realistas do que realmente poderíamos ver é muito excitante," disse Gregory Laughlin, professor de Astronomia e Astrofísica da Universidade já referida. Laughlin é o autor principal de um novo artigo acerca da descoberta publicado esta semana na revista Nature.
Os investigadores usaram o Telescópio Espacial Spitzer da NASA para obter medições infravermelhas do calor libertado do planeta à medida que deslizava para trás e para perto da sua estrela. Em apenas seis horas, a temperatura do planeta subiu de 800 para 1500 Kelvin (527 para 1227º C).
Conhecido como HD 80606b, o planeta orbita uma estrela a apenas 200 anos-luz da Terra, tem quatro vezes a massa de Júpiter e tem a órbita mais excêntrica de qualquer planeta conhecido. Passa a maioria da sua órbita de 111.4 dias em distâncias que o colocam entre Vénus e a Terra no nosso Sistema Solar, enquanto no periélio atinge as 0,03 unidades astronómicas da sua estrela (uma unidade astronómica, ou UA, é a distância entre a Terra e o Sol, aproximadamente 150 milhões de quilómetros). O planeta percorre este dramático encontro com a sua estrela-mãe em menos de um dia.
No seu ponto mais próximo, a luz estelar que atinge o planeta é 825 vezes mais forte que a irradiação que recebe no seu ponto mais longínquo. "Se pudéssemos voar por cima das nuvens deste planeta, veríamos o seu "Sol" crescer cada vez mais, e cada vez mais depressa, aumentando de brilho por um factor de quase 1000 vezes," disse Laughlin.
O Spitzer observou anteriormente o planeta durante 30 horas, durante, e mesmo após a maior aproximação à estrela. Passou por trás da estrela (um evento chamado eclipse secundário) mesmo antes da sua maior aproximação. Laughlin e os seus colegas tiveram sorte neste aspecto, pois não sabiam que isso ia acontecer quando planearam a observação. O eclipse secundário permitiu-lhes obter medições precisas apenas da estrela e assim determinar as temperaturas exactas do planeta.
As extremas variações na temperatura observadas pelo Spitzer indicam que o brilho intenso da estrela é absorvido numa camada da atmosfera superior do planeta que absorve e perde calor rapidamente, afirma Laughlin.
O co-autor Jonathan Langton, investigador pós-doutoral, inseriu os dados obtidos pelo Spitzer num modelo hidrodinâmico da atmosfera do planeta extrasolar para prever a sua resposta ao calor intenso. A simulação de Langton mostra que se desencadearam tempestades globais e ondas de choque na atmosfera do planeta a cada 111 dias, à medida que se aproximava da estrela.
"A resposta inicial pode ser descrita como uma explosão no lado iluminado," afirma Langton. "À medida que a atmosfera aquece e se expande, produz ventos a alta velocidade, na ordem dos 5 km/s, dirigindo-se do lado diurno para o lado nocturno. A rotação do planeta faz com que estes ventos se enrolem em sistemas de tempestades a larga-escala que gradualmente morrem à medida que o planeta arrefece quando se afasta da estrela na sua órbita."
Daniel Kasen, pós-doutorado do Hubble na Universidade da Califórnia, foi capaz de construir imagens fotorealistas do planeta usando um programa que desenvolveu para calcular os processos de transferências radiativas em Astrofísica. "Calcula a cor e intensidade da luz que vem do planeta brilhante, e também como a luz estelar é reflectida da superfície do planeta," disse Kasen.
As imagens resultantes mostram um fino crescente azul de luz estelar reflectida constituíndo o lado nocturno do planeta, que brilha com um vermelho cor-de-cereja do seu próprio calor, tal como o carvão numa fogueira. "Estas imagens são bem mais realistas do que quaisquer outras já desenhadas para os planetas extrasolares," afirma Laughlin.
Se a órbita do planeta estiver alinhada correctamente, passará em frente da estrela (um evento conhecido como um trânsito planetário) no dia 14 de Fevereiro. Tanto os astrónomos profissionais como os amadores de todo o mundo estarão a observar este evento. A ocorrência do trânsito primário permitirá aos astrónomos aprender mais sobre este invulgar planeta, através de observações espectroscópicas.
O planeta extrasolar HD 80606b foi originalmente descoberto em 2001 por uma equipa suiça liderada por Dominique Naef do Observatório de Genebra. Usando um método conhecido como técnica Doppler-velocidade, detectaram a tantalizante oscilação na luz da estrela provocada pelo puxo gravitacional do planeta.
Observações subsequentes pelos colegas de Laughlin na equipa de Pesquisa Planetária da Califórnia & Carnegie - Steve Vogt da Universidade da Califórnia e Paul Butler do Instituto Carnegie em Washington - providenciaram informações precisas acerca da órbita do planeta, essenciais para o planeamento das observações do Spitzer. Drake Deming do Centro Aerospacial Goddard da NASA contribuiu para a análise dos dados do Spitzer. Outros co-autores do artigo da revista Nature incluem o investigador pós-doutoral Eugenio Rivera e o estudante Stefano Meschiari.
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Spitzer - Caltech (comunicado de imprensa)
UCSC (comunicado de imprensa)
Artigo da revista Nature (requer subscrição)
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Science Daily
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AFP
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Wired
The Register
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Enciclopédia dos Planetas Extrasolares
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