Uma equipe liderada por um astra´nomo da Universidade do Kansas analisou dados dos telesca³pios espaciais TESS e Spitzer da NASA para retratar pela primeira vez a atmosfera de um tipo altamente incomum de exoplaneta apelidado de "Netuno quente".

As descobertas relativas ao planeta LTT 9779b recentemente encontrado foram publicadas hoje no Astrophysical Journal Letters . O artigo detalha a primeira caracterização espectral atmosfanãrica de qualquer planeta descoberto pelo TESS, o primeiro mapa de temperatura global de qualquer planeta TESS com uma atmosfera e um Netuno quente cujo espectro de emissão éfundamentalmente diferente dos muitos maiores "Jaºpiteres quentes" previamente estudados.

"Pela primeira vez, medimos a luz proveniente deste planeta que não deveria existir", disse Ian Crossfield, professor assistente de física e astronomia na KU e principal autor do artigo. "Este planeta étão intensamente irradiado por sua estrela que sua temperatura ésuperior a 3.000 graus Fahrenheit e sua atmosfera poderia ter evaporado completamente. No entanto, nossas observações do Spitzer nos mostram sua atmosfera atravanãs da luz infravermelha que o planeta emite."

Embora o LTT 9779b seja extraordina¡rio, uma coisa écerta: as pessoas provavelmente não gostariam muito dele.

"Este planeta não tem umasuperfÍcie sãolida e émuito mais quente do que Mercaºrio em nosso sistema solar - não apenas o chumbo derreteria na atmosfera deste planeta, mas também a platina, o cromo e o aa§o inoxida¡vel", disse Crossfield. "Um ano neste planeta dura menos de 24 horas - essa éa rapidez com que ele gira em torno de sua estrela. a‰ um sistema bastante extremo."

Hot Neptune LTT 9779b foi descoberto no ano passado, tornando-se um dos primeiros planetas do tamanho de Netuno descobertos pela missão de caça de planetas TESS da NASA. Crossfield e seus co-autores usaram uma técnica chamada análise de "curva de fase" para analisar a composição atmosfanãrica do exoplaneta.

"Medimos a quantidade de luz infravermelha emitida pelo planeta enquanto ele gira 360 graus em seu eixo", disse ele. "A luz infravermelha informa a temperatura de alguma coisa e onde estãoas partes mais quentes e frias deste planeta - na Terra, não émais quente ao meio-dia; émais quente algumas horas a  tarde. Mas neste planeta, érealmente mais quente quase ao meio-dia. Vemos a maior parte da luz infravermelha vindo de uma parte do planeta quando sua estrela estãobem acima e muito menos de outras partes do planeta. "

As leituras da temperatura do planeta são vistas como uma forma de caracterizar sua atmosfera.

 

"O planeta estãomuito mais frio do que espera¡vamos, o que sugere que estãorefletindo muito da luz estelar incidente que o atinge, provavelmente devido a s nuvens diurnas", disse o co-autor Nicolas Cowan do Instituto de Pesquisa de Exoplanetas (iREx) e McGill University em Montreal, que ajudou na análise e interpretação das medições da curva de fase tanãrmica. "O planeta também não transporta muito calor para o lado noturno, mas achamos que entendemos que: a luz das estrelas que éabsorvida éprovavelmente absorvida no alto da atmosfera, de onde a energia érapidamente irradiada de volta ao Espaço."

De acordo com Crossfield, os resultados são apenas um primeiro passo para uma nova fase de exploração exoplaneta¡ria, a  medida que o estudo das atmosferas de exoplanetas se move continuamente em direção a planetas cada vez menores.

"Eu não diria que entendemos tudo sobre este planeta agora, mas medimos o suficiente para saber que este seráum objeto realmente fruta­fero para estudos futuros", disse ele. "Já estãosendo alvo de observações com o Telescópio Espacial James Webb, que éo pra³ximo grande telesca³pio espacial multibiliona¡rio da NASA que vai subir em alguns anos. O que nossas medições atéagora nos mostram são o que chamamos de recursos de absorção espectral - e seu espectro indica mona³xido de carbono e / ou dia³xido de carbono na atmosfera. Estamos comea§ando a entender quais moléculas compõem sua atmosfera. Como vemos isso, e por causa da aparaªncia deste mapa de temperatura global, ele também nos diz algo sobre como os ventos estãocirculando energia e material pela atmosfera deste miniplano gasoso.

Crossfield explicou a extrema raridade de mundos semelhantes a Netuno encontrados perto de suas estrelas hospedeiras, uma regia£o tipicamente tão desprovida de planetas que os astrônomos chamam de "deserto quente de Netuno".

"Achamos que isso ocorre porque Neptunes quentes não são massivos o suficiente para evitar evaporação atmosfanãrica substancial e perda de massa", disse ele. "Então, a maioria dos exoplanetas quentes pra³ximos são os macia§os Jaºpiteres quentes ou planetas rochosos que hámuito perderam a maior parte de suas atmosferas."

Um artigo complementar a esta pesquisa liderada por Diana Dragomir, professora assistente de física e astronomia da Universidade do Novo Manãxico, investiga a composição atmosfanãrica do expoplaneta por meio de observações de eclipse secunda¡rio com a Spitzer Infrared Array Camera (IRAC) do quente Netuno.

Embora LTT 9779b não seja adequado para colonização por seres humanos ou qualquer outra forma de vida conhecida , Crossfield disse que avaliar sua atmosfera aprimoraria técnicas que um dia poderiam ser usadas para encontrar planetas mais acolhedores para a vida.

"Se alguém vai acreditar no que os astrônomos dizem sobre encontrar sinais de vida ou oxigaªnio em outros mundos, teremos que mostrar que podemos fazer direito nas coisas fa¡ceis primeiro", disse ele. "Nesse sentido, esses planetas maiores e mais quentes como o LTT 9779b agem como rodinhas de apoio e mostram que realmente sabemos o que estamos fazendo e podemos fazer tudo certo."

Crossfield disse que sua espiada na atmosfera de um planeta tão estranho e distante também foi valiosa por seus pra³prios manãritos.

"Como alguém que estuda isso, hámuita ciência planeta¡ria interessante que podemos fazer ao medir as propriedades desses planetas - assim como as pessoas estudam as atmosferas de Jaºpiter, Saturno e Vaªnus - embora não pensemos que eles va£o hospedar vida ," ele disse. "Eles ainda são interessantes e podemos aprender sobre como esses planetas se formaram e o contexto mais amplo dos sistemas planetarios."

Crossfield disse que ainda hámuito trabalho a ser feito para entender melhor o LTT 9779b e Neptunes quentes semelhantes ainda não descobertos. (Um artigo complementar sobre a composição atmosfanãrica do LTT 9779b por meio da análise de seu "espectro" de eclipse secunda¡rio estãosendo publicado simultaneamente, que Crossfield coescreveu.)

"Queremos continuar a observa¡-lo com outros telesca³pios para que possamos responder a mais perguntas", disse ele. "Como este planeta écapaz de reter sua atmosfera? Como ele se formou em primeiro lugar? Ele era inicialmente maior, mas perdeu parte de sua atmosfera original? Se sim, então por que sua atmosfera não éapenas uma versão reduzida do atmosferas de exoplanetas maiores e superaquecidos? E o que mais pode estar escondido em sua atmosfera? "

Alguns dos coautores do pesquisador KU no papel também planejam continuar o estudo do exoplaneta improva¡vel.

"Detectamos mona³xido de carbono em sua atmosfera e que o lado diurno permanente émuito quente, enquanto muito pouco calor étransportado para o lado noturno", disse Bja¶rn Benneke do iREx e da Universitéde Montranãal. "Ambas as descobertas fazem o LTT 9779b dizer que háum sinal muito forte a ser observado, tornando o planeta um alvo muito intrigante para futura caracterização detalhada com o JWST. Agora também estamos planejando observações da curva de fase muito mais detalhadas com o NIRISS no JWST."