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PREVISÃO METEOROLÓGICA PARA PLANETA DE LAVA: VENTOS SUPERSÓNICOS E CHUVA DE ROCHAS
6 de novembro de 2020

 


Impressão de artista do planeta de lava K2-141b. No centro da grande região iluminada está um oceano de rocha derretida sobreposta por uma atmosfera de vapor de rocha. Os ventos supersónicos sopram para o lado mais frio e noturno, condensando-se em precipitação de rochas e neve, que lentamente se deslocam para a região mais quente do oceano de magma.
Crédito: Julie Roussy, Universidade McGill e Getty Images

 

Entre os planetas mais extremos descobertos para lá do nosso Sistema Solar, estão os planetas de lava: mundos escaldantes que orbitam tão perto da sua estrela hospedeira que algumas regiões são provavelmente oceanos de lava derretida. De acordo com cientistas da Universidade McGill, da Universidade de York e do IISER (Indian Institute of Science Education and Research), a atmosfera e o ciclo climático de pelo menos um destes exoplanetas são ainda mais estranhos, com evaporação e precipitação de rochas, ventos supersónicos que atingem mais de 5000 km/h e um oceano de magma com 100 km de profundidade.

Num estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, os cientistas usam simulações de computador para prever as condições em K2-141b, um exoplaneta do tamanho da Terra com uma superfície, oceano e atmosfera compostos dos mesmos ingredientes: rochas. A meteorologia extrema, prevista na sua análise, pode mudar permanentemente a superfície e atmosfera de K2-141b ao longo do tempo.

"O estudo é o primeiro a fazer previsões sobre as condições climáticas em K2-141b que podem ser detetadas a centenas de anos-luz de distância com telescópios de próxima geração, como o Telescópio Espacial James Webb," diz o autor principal Giang Nguyen, estudante de doutoramento na Universidade de York que trabalhou, neste estudo, sob a supervisão do professor Nicolas Cowan da Universidade McGill.

Dois-terços do exoplaneta enfrentam um dia sem fim

Ao analisar o padrão de iluminação do exoplaneta, a equipa descobriu que em cerca de dois-terços de K2-141b é dia perpétuo - em vez do ciclo dia-noite a que estamos habituados na Terra. K2-141b pertence a um subconjunto de planetas rochosos que orbitam muito perto da sua estrela. Esta proximidade mantém o exoplaneta gravitacionalmente bloqueado, o que significa que o mesmo lado está sempre voltado para a estrela.

O lado noturno sofre temperaturas frias abaixo dos -200º C. O lado diurno do exoplaneta, com uns estimados 3000º C, é quente o suficiente não apenas para derreter rochas, mas também para as vaporizar, criando em algumas áreas uma atmosfera fina. "Os nossos achados provavelmente indicam que a atmosfera se estende um pouco além da costa do oceano de magma, facilitando a localização com telescópios espaciais," diz o professor Nicolas Cowan, do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade McGill.

Tal como o ciclo da água da Terra, mas com rochas

Notavelmente, a atmosfera de vapor de rocha criada pelo calor extremo sofre precipitação. Assim como o ciclo da água na Terra, onde a água evapora, sobe para a atmosfera, condensa-se e cai de volta como chuva, o mesmo ocorre com o sódio, monóxido de silício e dióxido de silício em K2-141b. Na Terra, a chuva regressa aos oceanos, onde evapora mais uma vez e o ciclo da água se repete. Em K2-141b, o vapor mineral formado pela rocha evaporada é varrida para o frio lado noturno pelos ventos supersónicos e as rochas "chovem" de volta para o oceano de magma. As correntes resultantes deslocam-se de volta para o lado diurno infernal do exoplaneta, onde a rocha é evaporada mais uma vez.

Ainda assim, o ciclo de K2-141b não é tão estável quanto o da Terra, dizem os cientistas. O fluxo de retorno do oceano de magma para o lado diurno é lento e, como resultado, preveem que a composição mineral mudará com o tempo - eventualmente modificando a própria superfície e atmosfera de K2-141b.

"Todos os planetas rochosos - incluindo a Terra-, começaram como mundos de lava, mas rapidamente arrefeceram e solidificaram. Os planetas de lava dão-nos um raro vislumbre deste estágio da evolução planetária", disse o professor Cowan.

Os cientistas dizem que o próximo passo será testar se estas previsões estão corretas. A equipa tem agora dados do Telescópio Espacial Spitzer que deverão dar-lhes um primeiro vislumbre das temperaturas diurnas e noturnas do exoplaneta. Com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, previsto para 2021, serão capazes de verificar se a atmosfera se comporta como previsto.

 


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// Universidade McGill (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

K2-141b:
NASA
Exoplanet.eu
Exokyoto
Wikipedia

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

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
Wikipedia
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