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ASTRÓNOMOS DETETAM ASSINATURA DE UM CAMPO MAGNÉTICO NUM EXOPLANETA
31 de dezembro de 2021

 


Impressão de artista de HAT-P-11b, um exoplaneta que orbita a sua estrela hospedeira a apenas um-vigésimo da distância entre a Terra e o Sol.
Crédito: Denis Bajram/Universidade de Genebra

 

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou dados do Telescópio Espacial Hubble para descobrir a assinatura de um campo magnético num planeta para lá do nosso Sistema Solar. A descoberta, descrita num artigo da revista Nature Astronomy, assinala a primeira vez que tal característica foi vista num exoplaneta.

Um campo magnético é o que melhor explica as observações de uma extensa região de partículas de carbono carregadas que rodeiam o planeta e viajam para longe numa longa cauda. Os campos magnéticos desempenham um papel crucial na proteção das atmosferas planetárias, pelo que a capacidade de detetar os campos magnéticos dos exoplanetas é um passo significativo para uma melhor compreensão do aspeto destes mundos alienígenas.

A equipa utilizou o Hubble para observar o planeta HAT-P-11b, um planeta do tamanho de Neptuno a 123 anos-luz da Terra, a passar diretamente pela face da sua estrela hospedeira seis vezes no que é chamado de "trânsito". As observações foram feitas no ultravioleta, que está imediatamente para lá do que o olho humano pode ver.

O Hubble detetou iões de carbono - partículas carregadas que interagem com campos magnéticos - em redor do planeta no que é conhecido como magnetosfera. Uma magnetosfera é uma região em torno de um objeto celeste (como a Terra) que é formada pela interação do objeto com o vento solar emitido pela sua estrela hospedeira.

"Esta é a primeira vez que a assinatura do campo magnético de um exoplaneta é diretamente detetada num planeta para lá do nosso Sistema Solar," disse Gilda Ballester, professora adjunta de investigação no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona e coautora do artigo. "Um forte campo magnético num planeta como a Terra pode proteger a sua atmosfera e superfície do bombardeamento direto das partículas energéticas que compõem o vento solar. Estes processos afetam fortemente a evolução da vida num planeta como a Terra, porque o campo magnético protege os organismos destas partículas energéticas."

A descoberta da magnetosfera de HAT-P-11b é um passo significativo para uma melhor compreensão da habitabilidade de um exoplaneta. Nem todos os planetas e luas no nosso Sistema Solar têm os seus próprios campos magnéticos, e os investigadores dizem que a ligação entre campos magnéticos e a habitabilidade de um planeta ainda precisa de mais estudos.

"HAT-P-11b provou ser um alvo muito excitante, porque as observações de trânsito no ultravioleta, pelo Hubble, revelaram uma magnetosfera, vista tanto como um componente iónico prolongado em redor do planeta como uma longa cauda de iões em fuga," disse Ballester, acrescentando que este método geral poderia ser usado para detetar magnetosferas numa variedade de exoplanetas e para avaliar o seu papel na potencial habitabilidade.

Ballester, investigadora principal de um dos programas do Telescópio Espacial Hubble que observou HAT-P-11b, contribuiu para a seleção deste alvo específico para estudos UV. Uma descoberta chave foi a observação de iões de carbono não só numa região em torno do planeta, mas também estendendo-se numa longa cauda que se afasta do planeta a velocidades médias de cerca de 160.000 km/h. A cauda estende-se pelo menos por 1 unidade astronómica, a distância entre a Terra e o Sol.

Os investigadores liderados pelo primeiro autor do artigo, Lotfi Ben-Jaffel do Instituto de Astrofísica de Paris, utilizaram depois simulações computorizadas 3D para modelar as interações entre as regiões atmosféricas mais elevadas do planeta e o campo magnético com o vento estelar.

"Tal como o campo magnético da Terra e o seu ambiente espacial imediato interagem com o vento solar, que consiste em partículas carregadas que viajam a quase 1,5 milhões de quilómetros por hora, existem interações entre o campo magnético de HAT-P-11b e o seu ambiente espacial imediato com o vento solar da sua estrela-mãe, e estas são muito complexas," explicou Ballester.

A física nas magnetosferas da Terra e de HAT-P-11b é a mesma; no entanto, a proximidade do planeta à sua estrela - apenas um-vigésimo da distância da Terra ao Sol - faz com que a sua atmosfera superior seja aquecida e essencialmente "ferva" para o espaço, resultando na formação da magnetocauda.

Os cientistas também descobriram que a metalicidade da atmosfera de HAT-P-11b - o número de elementos químicos num objeto que são mais pesados do que o hidrogénio e hélio - é inferior ao esperado. No nosso Sistema Solar, os planetas gelados e gasosos, Neptuno e Úrano, são ricos em metais, mas têm campos magnéticos fracos, enquanto os planetas gasosos maiores, Júpiter e Saturno, têm baixa metalicidade e fortes campos magnéticos. A baixa metalicidade atmosférica de HAT-P-11b desafia os modelos atuais de formação exoplanetária, dizem os autores.

"Embora a massa de HAT-P-11b seja apenas 8% da de Júpiter, pensamos que o exoplaneta se assemelhe mais a um mini-Júpiter do que a Neptuno," disse Ballester. "A composição atmosférica que vemos em HAT-P-11b sugere que é necessário continuar a trabalhar para refinar as teorias atuais de como certos exoplanetas se formam em geral."

 


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As observações, pelo Hubble, de uma extensa região de partículas de carbono carregadas que rodeiam o exoplaneta HAT-P-11b e que se afastam numa longa cauda são melhor explicadas pelo campo magnético, a primeira descoberta deste tipo num planeta para lá do nosso Sistema Solar. O planeta é visto como o pequeno círculo perto do centro. Os iões de carbono preenchem uma imensa região em seu redor. Na magnetocauda, aqui nem mostrada em toda a sua extensão, os iões escapam a velocidades médias de cerca de 160.000 km/h.
Crédito: Lotfi Ben-Jaffel/Instituto de Astrofísica, Paris


// Universidade do Arizona (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Saiba mais

CCVAlg - Astronomia:
26/09/2014 - Telescópios encontram céus limpos e vapor de água em exoplaneta

HAT-P-11b:
NASA
Exoplanet.eu
Wikipedia

Magnetosfera:
Wikipedia

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

 
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