Uma nova investigação realizada no JPL da NASA revela potenciais sinais de uma lua rochosa e vulcânica em órbita de um exoplaneta situado a 635 anos-luz da Terra. A pista mais significativa é uma nuvem de sódio que os resultados sugerem estar próxima, mas ligeiramente dessincronizada com o exoplaneta, um gigante gasoso do tamanho de Saturno chamado WASP-49 b, embora seja necessária investigação adicional para confirmar o comportamento da nuvem. No nosso Sistema Solar, as emissões de gás da lua vulcânica de Júpiter, Io, criam um fenómeno semelhante.

Embora não tenha sido ainda confirmada a existência de nenhuma exolua (luas de planetas para lá do nosso Sistema Solar), foram identificados vários candidatos. É provável que estas companheiras planetárias tenham passado despercebidas porque são demasiado pequenas e ténues para serem detetadas pelos telescópios atuais.

A nuvem de sódio em torno de WASP-49 b foi detetada pela primeira vez em 2017, chamando a atenção de Apurva Oza, antigo investigador de pós-doutoramento no JPL da NASA e agora cientista do Caltech, que gere o JPL. Oza passou anos a investigar como as exoluas podiam ser detetadas através da sua atividade vulcânica. Por exemplo, Io, o corpo mais vulcânico do nosso Sistema Solar, expele constantemente dióxido de enxofre, sódio, potássio e outros gases que podem formar vastas nuvens à volta de Júpiter até 1000 vezes o raio do planeta gigante. É possível que os astrónomos que observam outro sistema estelar possam detetar uma nuvem de gás como a de Io, mesmo que a lua seja demasiado pequena para ser vista.

Tanto WASP-49 b como a sua estrela são compostos principalmente por hidrogénio e hélio, com vestígios de sódio. Nenhum dos dois contém sódio suficiente para explicar a nuvem, que parece vir de uma fonte que está a produzir cerca de 100.000 quilogramas de sódio por segundo. Mesmo que a estrela ou o planeta pudessem produzir essa quantidade de sódio, não é claro qual o mecanismo que o poderia expelir para o espaço.

Poderá a fonte ser uma exolua vulcânica? Oza e os seus colegas propuseram-se tentar responder a esta questão. O trabalho revelou-se imediatamente um desafio porque, a uma distância tão grande, a estrela, o planeta e a nuvem sobrepõem-se frequentemente e ocupam o mesmo ponto minúsculo e distante no espaço. Por isso, a equipa teve de observar o sistema ao longo do tempo.

Uma nuvem em movimento

Como detalhado num novo estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, a equipa encontrou várias evidências que sugerem que a nuvem é criada por um corpo separado que orbita o planeta, embora seja necessária investigação adicional para confirmar o comportamento da nuvem. Por exemplo, duas vezes as suas observações indicaram que a nuvem aumentou subitamente de tamanho, como se estivesse a ser reabastecida, quando não estava junto ao planeta.

Uma nova investigação liderada pela NASA sugere que uma nuvem de sódio observada em torno do exoplaneta WASP-49 b pode ser criada por uma lua vulcânica, que é representada nesta impressão de artista. A lua vulcânica de Júpiter, Io, produz uma nuvem semelhante. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Também observaram a nuvem a mover-se mais depressa do que o planeta, o que pareceria impossível a menos que estivesse a ser gerada por outro corpo que se movesse independentemente e mais depressa do que o planeta.

"Pensamos que esta é uma evidência muito importante", disse Oza. "A nuvem está a mover-se na direção oposta à que a física nos diz que deveria estar a ir se fizesse parte da atmosfera do planeta".

Embora estas observações tenham intrigado a equipa de investigadores, estes afirmam que precisariam de observar o sistema durante mais tempo para terem a certeza da órbita e da estrutura da nuvem.

Probabilidade de nuvens vulcânicas

Para parte da sua investigação, os cientistas utilizaram o VLT (Very Large Telescope) do ESO, no Chile. A coautora de Oza, Julia Seidel, investigadora do observatório, estabeleceu que a nuvem está localizada muito acima da atmosfera do planeta, tal como a nuvem de gás que Io produz à volta de Júpiter.

Utilizaram também um modelo de computador para ilustrar o cenário da exolua e para o comparar com os dados. O exoplaneta WASP-49 b orbita a estrela a cada 2,8 dias com uma regularidade semelhante à de um relógio, mas a nuvem aparecia e desaparecia atrás da estrela ou atrás do planeta em intervalos aparentemente irregulares. Usando o seu modelo, Oza e a sua equipa mostraram que uma lua com uma órbita de oito horas à volta do planeta podia explicar o movimento e a atividade da nuvem, incluindo a forma como por vezes parecia mover-se à frente do planeta e não parecia estar associada a uma região particular do planeta.

"A evidência é muito convincente de que algo que não o planeta nem a estrela está a produzir esta nuvem", disse Rosaly Lopes, geóloga planetária do JPL, coautora do estudo com Oza. "A deteção de uma exolua seria algo extraordinário e, por causa de Io, sabemos que uma exolua vulcânica é possível".

Um fim violento

Na Terra, os vulcões são impulsionados pelo calor no seu núcleo, remanescente da formação planetária. Os vulcões de Io, por outro lado, são impulsionados pela gravidade de Júpiter, que "aperta" a lua à medida que esta se aproxima do planeta e depois reduz o seu "aperto" à medida que a lua se afasta. Esta flexão aquece o interior da pequena lua, levando a um processo chamado vulcanismo de marés.

Se WASP-49 b tiver uma lua de tamanho semelhante ao da Terra, Oza e a sua equipa estimam que a rápida perda de massa combinada com a compressão da gravidade do planeta acabará por provocar a sua desintegração.

"Se houver mesmo uma lua, terá um final muito destrutivo", disse Oza.

// NASA (comunicado de imprensa)
// JPL/NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
03/09/2019 - Indícios de uma exolua vulcanicamente ativa

Notícias relacionadas:
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Universe Today
Space Daily
PHYSORG

WASP-49 b:
NASA
Exoplanet.eu
Open Exoplanet Catalogue
Wikipedia (WASP-49)

Exoluas:
Wikipedia

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

VLT (Very Large Telescope):
ESO
Wikipedia