Pesquisadores identificaram a primeira assinatura de um campo magnético em torno de um planeta fora do nosso sistema solar, usando dados do telescópio espacial Hubble. Assim como o campo magnético da Terra atua como um escudo contra as partículas energéticas do Sol, que compõem os ventos solares, funções semelhantes podem ser desempenhadas por campos magnéticos de exoplanetas.

Descrita em um artigo publicado na revista Nature Astronomy, a descoberta marca a primeira vez que tal recurso foi visto em um planeta alienígena.

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Assim como o campo magnético da Terra atua como um escudo contra as partículas energéticas do Sol, que compõem os ventos solares, funções semelhantes podem ser desempenhadas por campos magnéticos de exoplanetas. Imagem: Naeblys – Shutterstock

Um campo magnético explica melhor as observações de uma região estendida de partículas de carbono carregadas que circundam o planeta e fluem para longe dele em uma longa cauda. Como os campos magnéticos desempenham um papel crucial na proteção das atmosferas planetárias, visualizar sua assinatura em um exoplaneta é um passo significativo para entender melhor como esses mundos de outros sistemas solares se parecem.

A equipe observou o exoplaneta HAT-P-11b, um planeta do tamanho de Netuno que fica a 123 anos-luz da Terra e que passa diretamente pela face de sua estrela hospedeira seis veze, conforme as observações de trânsito do Hubble. Segundo os cientistas, as observações foram feitas no espectro de luz ultravioleta, que está além do que o olho humano consegue ver.

Conexão entre a assinatura de campo magnético e a habitabilidade planetária necessita de mais estudos

Eles disseram que o telescópio espacial detectou íons de carbono – partículas carregadas que interagem com campos magnéticos – na magnetosfera do planeta. A magnetosfera é uma região ao redor de um objeto celestial (como a Terra) que é formada pela interação do objeto com o vento solar emitido por sua estrela hospedeira.

“Esta é a primeira vez que a assinatura do campo magnético de um exoplaneta foi detectada diretamente em um planeta fora do nosso sistema solar”, disse Gilda Ballester, coautora do estudo e professora de pesquisa adjunta do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona. “Um forte campo magnético em um planeta como a Terra pode proteger sua atmosfera e superfície do bombardeio direto das partículas energéticas que compõem o vento solar. Esses processos afetam fortemente a evolução da vida em um planeta como a Terra porque o campo magnético protege os organismos dessas partículas energéticas”.

Conforme destaca o site Phys, a descoberta da magnetosfera do HAT-P-11b é um passo significativo em direção a uma melhor compreensão da habitabilidade de um exoplaneta. Nem todos os planetas e luas do nosso sistema solar têm seus próprios campos magnéticos, e, segundo os pesquisadores, a conexão entre os campos magnéticos e a habitabilidade de um planeta ainda precisa de mais estudos.

“HAT-P-11 b provou ser um alvo muito excitante, porque as observações de trânsito UV do Hubble revelaram uma magnetosfera, vista tanto como um componente de íon estendido ao redor do planeta como uma longa cauda de íons escapando”, disse Ballester, acrescentando que este método pode ser usado para detectar magnetosferas em uma variedade de exoplanetas e para avaliar seu papel na habitabilidade potencial.

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Ballester é investigador principal de um dos programas do telescópio espacial Hubble que observou o HAT-P-11b. Ele contribuiu para a seleção desse alvo específico para estudos de UV. 

Uma descoberta importante foi a observação de íons de carbono não apenas em uma região ao redor do planeta, mas também se estendendo em uma longa cauda que fluía para longe do planeta a velocidades médias de 160 mil km / h. A cauda alcançou o espaço por pelo menos 1 unidade astronômica, a distância entre a Terra e o Sol.

Lotfi Ben-Jaffel, do Instituto de Astrofísica de Paris, primeiro autor do estudo, liderou a equipe, que usou simulações de computador 3D para modelar as interações entre as regiões atmosféricas superiores do planeta e o campo magnético com o vento solar que entra.

“Assim como o campo magnético da Terra e seu ambiente espacial imediato interagem com o vento solar, que consiste em partículas carregadas viajando a cerca de 900 mil mph, há interações entre o campo magnético do HAT-P-11b e seu ambiente espacial imediato com o vento solar de sua estrela hospedeira, e essas são muito complexas”, declarou Ballester.

Exoplaneta tem metalicidade menor que a esperada

Embora a física nas magnetosferas da Terra e de HAT-P-11b seja a mesma, a proximidade do exoplaneta de sua estrela – apenas um vigésimo da distância da Terra ao Sol – faz com que sua atmosfera superior se aqueça e essencialmente “ferva” para o espaço, resultando na formação da cauda magnética.

Os pesquisadores também descobriram que a metalicidade da atmosfera do HAT-P-11b – o número de elementos químicos em um objeto que são mais pesados ​​do que o hidrogênio e o hélio – é menor do que o esperado. 

Em nosso sistema solar, os planetas de gás gelado, Netuno e Urano, são ricos em metais, mas têm campos magnéticos fracos, enquanto os planetas de gás muito maiores – Júpiter e Saturno – têm baixa metalicidade e fortes campos magnéticos. 

Assim, a baixa metalicidade atmosférica do HAT-P-11b desafia os modelos atuais de formação de exoplanetas, dizem os autores. “Embora a massa do HAT-P-11b seja apenas 8% da de Júpiter, achamos que o exoplaneta se assemelha mais a um mini-Júpiter do que a um Netuno”, disse Ballester. “A composição atmosférica que vemos no HAT-P-11b sugere que mais trabalho precisa ser feito para refinar as teorias atuais de como certos exoplanetas se formam em geral”.

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