DIAS NUBLADOS EM EXOPLANETAS PODEM ESCONDER ÁGUA ATMOSFÉRICA
10 de junho de 2016
Os Júpiteres quentes, exoplanetas com tamanhos parecidos com o de Júpiter mas que orbitam muito perto das suas estrelas, têm normalmente camadas de nuvens ou neblinas nas suas atmosferas. De acordo com um estudo publicado na The Astrophyiscal Journal, Isto pode impedir com que os telescópios espaciais detetem água atmosférica abaixo das nuvens.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
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A água é um tema quente no estudo de exoplanetas, incluindo "Júpiteres quentes", cujas massas são semelhantes à de Júpiter, mas que estão muito mais perto da sua estrela-mãe do que Júpiter está do Sol. Podem alcançar uns escaldantes 1100 graus Celsius, ou seja, qualquer água que possuam assumiria a forma de vapor.
Os astrónomos já descobriram muitos Júpiteres quentes com água nas suas atmosferas, mas outros parecem não ter nenhuma. Os cientistas do JPL (Jet Propulsion Laboratory) da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia, quiseram descobrir o que as atmosferas destes mundos gigantes têm em comum.
Os investigadores concentraram-se numa coleção de Júpiteres quentes estudados pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA. Eles descobriram que as atmosferas de aproximadamente metade dos planetas eram bloqueadas por nuvens ou neblina.
"A motivação do nosso estudo era ver como seriam estes planetas se fossem agrupados, e ver se partilham quaisquer propriedades atmosféricas," afirma Aishwarya Iyer, estagiária do JPL e candidata ao título de mestre na Universidade Estatal da Califórnia, Northridge, que liderou o estudo.
O novo estudo, publicado na edição de 1 de junho da revista The Astrophysical Journal, sugere que as nuvens ou camadas de neblina podem estar a impedir a deteção de uma quantidade substancial de água atmosférica. As nuvens, propriamente ditas, não são provavelmente compostas de água, pois os planetas na amostra são demasiado quentes para albergar nuvens à base de água.
"As nuvens ou neblinas parecem estar em quase todos os planetas que estudámos," afirma Iyer. "Precisamos de ter cuidado e ter em conta nuvens ou neblina, caso contrário podemos subestimar a quantidade de água na atmosfera de um exoplaneta por um fator de dois."
No estudo, os cientistas analisaram um conjunto de 19 Júpiteres quentes anteriormente observados pelo Hubble. O instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do telescópio já tinha detetado vapor de água nas atmosferas de 10 destes planetas e nenhuma água nos outros nove. Mas essa informação foi espalhada por mais de uma dúzia de estudos. Os métodos de análise e interpretação variavam porque os estudos foram conduzidos separadamente. Não havia uma análise abrangente de todos estes planetas.
Para comparar os planetas e procurar padrões, a equipa do JPL teve que padronizar os dados: os investigadores combinaram os conjuntos de dados de todos os 19 Júpiteres quentes para criar um espectro geral de luz para o grupo de planetas. Eles então compararam estes dados com modelos de atmosferas limpas e sem nuvens e com modelos de atmosferas com várias espessuras de nuvem.
Os cientistas determinaram que, para quase todos os planetas estudados, a neblina ou as nuvens estavam a bloquear metade da atmosfera, em média.
"Em alguns destes planetas, podemos ver água a espreitar acima das nuvens ou neblina, e ainda pode haver mais água por baixo," explica Iyer.
Os cientistas ainda não sabem a natureza destas nuvens ou neblinas, incluindo a sua composição.
"A existência de nuvens ou neblinas em quase todos estes planetas é bastante surpreendente," afirma Robert Zellem, pós-doutorado no JPL e coautor do estudo.
As implicações deste resultado estão de acordo com achados publicados no dia 14 de dezembro de 2015 na revista Nature. O estudo da Nature usou dados do Hubble e do Spitzer para sugerir que as nuvens ou neblina podem estar a esconder água em Júpiteres quentes. Este novo estudo usa dados exoplanetários de um único instrumento no Hubble para caracterizar uniformemente um grupo maior de Júpiteres quentes e é o primeiro a quantificar a percentagem de atmosfera que está protegida por nuvens ou neblinas.
A nova pesquisa pode ter implicações para estudos de acompanhamento com observatórios espaciais futuros, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA. Os exoplanetas com camadas espessas de nuvens que bloqueiam a deteção de água e de outras substâncias podem ser alvos menos desejáveis para um estudo mais extenso.
Estes resultados também são importantes para descobrir como é que os planetas se formam, dizem os cientistas.
"Será que estes planetas se formam nas suas posições atuais ou migram de mais longe em direção às suas estrelas? A compreensão da abundância de moléculas como a água ajuda-nos a responder a estas perguntas," acrescenta Zellem.
"Este trabalho é um excitante passo em frente no estudo de exoplanetas e na comparação das suas propriedades," afirma Mark Swain, coautor do estudo e supervisor do grupo para a descoberta de exoplanetas e grupo científico no JPL.
