Hubble Observa Planeta que Quase não Emite Luz

Concepção artística mostrando o exoplaneta WASP-12b - um mundo alienígena tão preto quanto o asfalto, orbitando uma estrela como o nosso sol. Crédito: NASA, ESA e G. Bacon (STScI)

Astrônomos descobriram que o bem estudado exoplaneta WASP-12b não reflete quase nenhuma luz, fazendo com que pareça essencialmente preto. Esta descoberta lança nova luz sobre a composição atmosférica do planeta e também refuta as hipóteses anteriores sobre a atmosfera da WASP-12b. Os resultados também contrastam com as observações de outro exoplaneta de tamanho similar.

Usando o Espectrógrafo de Imagem (STIS, na sigla em inglês) do Telescópio Espacial Hubble, uma equipe internacional liderada por astrônomos da Universidade McGill, no Canadá, e da Universidade de Exeter, no Reino Unido, mediu a quantidade de luz que o exoplaneta WASP-12b reflete - seu albedo - para aprender mais sobre a composição da sua atmosfera.

Os resultados foram surpreendentes, explica o autor principal Taylor Bell, um aluno de mestrado em astronomia na Universidade McGill, que é afiliado ao Instituto de Pesquisa em Exoplanetas: "O albedo medido do WASP-12b é, no máximo, de 0,064. Este é um valor extremamente baixo, tornando o planeta mais escuro que o asfalto fresco!". Isso torna o WASP-12b duas vezes menos reflexivo do que a Lua, que tem um albedo de 0,12.

Bell acrescenta: "O baixo albedo mostra que ainda temos muito a aprender sobre WASP-12b e outros exoplanetas similares".

O WASP-12b orbita a estrela WASP-12A do tipo solar, a cerca de 1.400 anos-luz de distância, e desde sua descoberta em 2008 tornou-se um dos exoplanetas mais bem estudados. Com um raio quase o dobro do de Júpiter e um ano de pouco mais de um dia da Terra, o WASP-12b é categorizado como um Júpiter quente. Por estar tão perto da estrela principal, a atração gravitacional da estrela esticou o WASP-12b em uma forma de ovo e aumentou a temperatura da superfície do lado da luz do dia para 2.600 graus Celsius. Essa alta temperatura também é a explicação mais provável para o baixo albedo de WASP-12b.

"Há outros júpiteres quentes que se verificaram serem notavelmente escuros, mas irradiam muito mais do que o WASP-12b. Para esses planetas, sugere-se que coisas como nuvens e metais alcalinos são o motivo da absorção de luz", explica Bell.

O lado da luz do dia do WASP-12b é tão quente que as nuvens não podem se formar e os metais alcalinos são ionizados. Até é quente o suficiente para separar as moléculas de hidrogênio em hidrogênio atômico, o que faz com que a atmosfera atue mais como a atmosfera de uma estrela de baixa massa do que como uma atmosfera planetária. Isso leva ao baixo albedo do exoplaneta.

Para medir o albedo do WASP-12b, os cientistas observaram o exoplaneta em outubro de 2016 durante um eclipse, quando o planeta estava perto da fase completa e passou por trás da sua estrela hospedeira por um tempo. Este é o melhor método para determinar o albedo de um exoplaneta, pois envolve a medição direta da quantidade de luz refletida.

No entanto, esta técnica requer uma precisão dez vezes maior do que as observações de trânsito tradicionais. Usando a Espectrografia de imagem de telescópio espacial Hubble, os cientistas conseguiram também medir o albedo de WASP-12b em vários comprimentos de onda diferentes.

"Depois de medir o albedo, comparamos os modelos espectrais de modelos atmosféricos previamente sugeridos da WASP-12b", explica Nikolay Nikolov (Universidade de Exeter, Reino Unido), co-autor do estudo.

"Descobrimos que os dados não combinam com nenhum dos dois modelos propostos atualmente". Os novos dados indicam que a atmosfera de WASP-12b é composta por hidrogênio atômico e hélio.
WASP-12b é apenas o segundo planeta a ter medidas de albedo resolvidas espectralmente, sendo HD 189733b, o primeiro, também outro Júpiter quente.

Os dados coletados por Bell e seu time permitiram que eles determinassem se o planeta refletia mais luz para o final azul ou vermelho do espectro. Enquanto os resultados para HD 189733b sugerem que o exoplaneta tem uma cor azul profundo, o WASP-12b, por outro lado, não reflete luz em qualquer comprimento de onda. O WASP-12b, no entanto, emite luz por causa de sua alta temperatura, dando-lhe uma tonalidade vermelha semelhante a um metal incandescente.

"O fato de que os dois primeiros exoplanetas com albedo espectral medido exibem diferenças significativas demonstra a importância desses tipos de observações espectrais e destaca a grande diversidade entre os júpiteres quentes", conclui Bell.

Fonte: Phys.Org