Top thingy left
 
Primeira "glória" num mundo distante e infernal?
9 de abril de 2024
 

Pela primeira vez foram detetados potenciais sinais do "efeito glória", semelhante ao arco-íris, num planeta para lá do nosso Sistema Solar. A "glória" são anéis concêntricos coloridos de luz que ocorrem apenas em condições peculiares.
Os dados do satélite CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) da ESA e de várias outras missões sugerem que este delicado fenómeno está a ser projetado diretamente para a Terra a partir da atmosfera infernal do gigante gasoso ultra-quente WASP-76b, a 637 anos-luz de distância.
Visto com frequência na Terra, o efeito só foi encontrado uma vez noutro planeta, Vénus. Se confirmada, esta primeira "glória" extrassolar revelará mais sobre a natureza deste exoplaneta intrigante, com lições interessantes sobre como compreender melhor mundos estranhos e distantes.
Cada "glória" é única, dependendo da composição da atmosfera do planeta e das cores da luz estelar que incidem sobre ele. WASP-76 é uma estrela de sequência principal amarelo-esbranquiçada como a nossa, mas estrelas diferentes criam "glórias" com cores e padrões diferentes.
Crédito: ESA/ATG medialab
 
     
 
 
 

Dados do CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) e de outras missões sugerem que entre o calor e luz insuportáveis da face iluminada do exoplaneta WASP-76b e a noite interminável do seu lado escuro, pode estar o primeiro efeito "glória" extrassolar. O efeito, semelhante a um arco-íris, ocorre quando a luz é refletida de nuvens constituídas por uma substância perfeitamente uniforme, mas até agora desconhecida.

"Há uma razão para não se ter visto nenhuma 'glória' fora do nosso Sistema Solar - requer condições muito peculiares", explica Olivier Demangeon, astrónomo do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em Portugal, principal autor do estudo.

"Primeiro é preciso partículas atmosféricas perfeitamente esféricas (ou quase), atmosfera completamente uniforme e estável o suficiente para que possa ser observável durante longos períodos de tempo. A estrela, muito próxima do planeta, tem de brilhar diretamente sobre a atmosfera e o observador – neste caso, o CHEOPS – tem de estar perfeitamente orientado".

Se confirmada, esta primeira "glória" exoplanetária será uma bela ferramenta para compreender melhor o planeta e a estrela que o formou.

"O que é importante ter em mente é a incrível escala do que estamos a testemunhar", explica Matthew Standing, investigador da ESA que estuda exoplanetas.

"WASP-76b está a várias centenas de anos-luz de distância - um planeta gigante gasoso intensamente quente onde provavelmente chove ferro fundido. Apesar do caos, parece que detetámos os potenciais sinais de uma glória. É um sinal incrivelmente ténue".

Este resultado demonstra o poder da missão CHEOPS da ESA para detetar fenómenos subtis e nunca antes vistos em mundos distantes.

Um planeta infernal com "membros" desequilibrados

WASP-76b é um planeta ultraquente semelhante a Júpiter. Embora seja 10% menos massivo, tem quase o dobro do seu tamanho. Orbitando a sua estrela hospedeira doze vezes mais perto do que o abrasador Mercúrio orbita o nosso Sol, o exoplaneta é "inchado" devido à intensa radiação.

 
Esta ilustração mostra uma vista do lado noturno do exoplaneta WASP-76b. Este gigante gasoso ultra-quente tem um lado diurno onde as temperaturas sobem aos 2400º C, ou seja, suficientemente altas para vaporizar metais. Ventos fortes transportam vapor de ferro para o lado noturno mais frio, onde este vapor condensa em gotas de ferro. Do lado esquerdo da imagem vemos a fronteira do final da tarde do exoplaneta, onde se dá a transição do dia para a noite.
Crédito: ESO/M. Kornmesser
 

Desde a sua descoberta em 2013 que WASP-76b tem estado sob intenso escrutínio e foi daí que surgiu uma imagem bizarra e infernal. Um dos lados do planeta está sempre virado para a estrela, atingindo temperaturas de 2400º C. Aqui, elementos que formariam rochas na Terra são derretidos e evaporam-se, apenas para se condensarem no lado noturno, ligeiramente mais frio, criando nuvens de ferro e chuva de ferro fundido.

Mas os cientistas estão intrigados com uma aparente assimetria, ou "estranheza", nos "membros" de WASP-76b - as suas regiões mais exteriores vistas quando passa em frente da sua estrela hospedeira.

Dados de diferentes missões da ESA e da NASA, incluindo o TESS, o Hubble e o Spitzer, foram também analisados neste estudo revelador, mas foi quando o CHEOPS da ESA e o TESS da NASA trabalharam em conjunto que começaram a surgir indícios do efeito glória.

O CHEOPS monitorizou intensivamente WASP-76b à medida que este passava em frente e à volta da sua estrela semelhante ao Sol. Após 23 observações ao longo de três anos, os dados mostraram um aumento surpreendente na quantidade de luz proveniente do "terminador" este do planeta - a fronteira entre a noite e o dia. Isto permitiu aos cientistas desvendar e restringir a origem do sinal.

"É a primeira vez que se deteta uma mudança tão acentuada no brilho de um exoplaneta, a sua 'curva de fase'", explica Olivier.

"Esta descoberta leva-nos a colocar a hipótese de que este brilho inesperado pode ser causado por uma reflexão forte, localizada e anisotrópica (dependente da direção) - o efeito glória."

A desfrutar da "glória" refletida de WASP-76b

Embora o efeito glória crie padrões semelhantes aos do arco-íris, os dois não são a mesma coisa. O arco-íris forma-se quando a luz solar passa de um meio com uma certa densidade para um meio com uma densidade diferente - por exemplo, do ar para a água - o que faz com que a sua trajetória se dobre (refrata). Diferentes comprimentos de onda são dobrados em quantidades diferentes, fazendo com que a luz branca se divida nas suas várias cores e criando o familiar arco redondo de um arco-íris.

 
Vistas simuladas do efeito glória em Vénus (esquerda) e na Terra (direita), sem considerar quaisquer efeitos da neblina ou do brilho das nuvens de fundo. As "glórias" ocorrem quando a luz solar incide sobre gotículas de nuvens - partículas de água no caso da Terra e partículas de ácido sulfúrico no caso de Vénus. A principal diferença entre o aspeto da "glória" em Vénus e na Terra não se deve à composição, mas sim ao tamanho das partículas. As gotículas das nuvens na Terra têm tipicamente entre 10 e 40 milésimas de milímetro de diâmetro, mas em Vénus as gotículas que se encontram no topo das nuvens são muito mais pequenas, tipicamente não têm mais de 2 milésimas de milímetro de diâmetro. Por este motivo, as orlas coloridas estão mais afastadas do que na Terra.
Crédito: C. Wilson/P. Laven
 

Uma "glória", no entanto, forma-se quando a luz passa entre uma abertura estreita, por exemplo, entre gotículas de água em nuvens ou nevoeiro. Novamente, a trajetória da luz é desviada (neste caso, difratada), criando, na maioria das vezes, anéis concêntricos de cor, com a interferência entre as ondas de luz a criar padrões de anéis claros e escuros.

O significado da primeira "glória" extrassolar

A confirmação do efeito glória significaria a presença de nuvens constituídas por gotículas perfeitamente esféricas, que duraram pelo menos três anos ou que estão a ser constantemente reabastecidas. Para que tais nuvens persistam, a temperatura da atmosfera também teria de ser estável ao longo do tempo - uma visão fascinante e pormenorizada do que poderá estar a acontecer no exoplaneta WASP-76b.

É importante notar que a capacidade de detetar maravilhas tão minúsculas e tão distantes ensinará aos cientistas e engenheiros como detetar outros fenómenos difíceis de ver, mas cruciais. Por exemplo, luz estelar refletida em lagos e oceanos líquidos - um requisito para a habitabilidade.

Provas gloriosas no horizonte

"São necessárias mais evidências para afirmar conclusivamente que esta intrigante 'luz extra' é uma 'glória' rara", explica Theresa Lüftinger, cientista de projeto da futura missão Ariel da ESA.

"As observações de acompanhamento do instrumento NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph) a bordo do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA poderiam fazer esse trabalho. Ou a próxima missão Ariel da ESA poderá provar a sua presença. Poderemos até encontrar cores mais gloriosas e reveladoras provenientes de outros exoplanetas".

Olivier conclui: "Eu estive envolvido na primeira deteção da assimetria da luz proveniente deste estranho planeta, e desde então fiquei muito curioso sobre o que a causaria. Demorou algum tempo para chegarmos aqui e houve alturas em que me perguntei 'porque é que estás a insistir nisto? ' Mas quando este efeito emergiu dos dados, foi um sentimento especial, uma satisfação única, que não acontece todos os dias."

// ESA (comunicado de imprensa)
// Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (comunicado de imprensa)
// Universidade de Warwick (comunicado de imprensa)
// Universidade de Genebra (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

 


Notícias relacionadas:
EurekAlert!
SPACE.com
Universe Today
ScienceDaily
PHYSORG
ScienceAlert
BBC
SAPO

Efeito glória:
Wikipedia

WASP-76b:
NASA
Exoplanet.eu
ipac
Open Exoplanet Catalogue

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite):
ESA
ESA - 2
Wikipedia

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)

 
   
 
 
 
Top Thingy Right