Medições da densidade de um exoplaneta chamado TOI-733b, localizado a 245 anos-luz da Terra, sugerem que ele pode ter perdido a atmosfera ou ser um mundo aquático (totalmente coberto de oceanos).
Com pouco menos do dobro do raio do nosso planeta, esse mundo alienígena leva cinco dias para completar uma volta ao redor de uma estrela um pouco menor que o Sol. Em tão pouca proximidade orbital, é provável que o calor da hospedeira atue na evaporação da atmosfera de TOI-733b, transformando-o em uma pequena rocha desprotegida.
De acordo com uma equipe de astrônomos liderada pela cientista Iskra Georgieva, da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, isso poderia ajudar os pesquisadores a descobrir uma lacuna curiosa no registro de exoplanetas: por que há tão poucos mundos entre 1,5 e dois raios terrestres.
Disponível no servidor de pré-impressão arXiv, a pesquisa foi aceita para publicação pela revista científica Astronomy & Astrophysics.
Existem mais de 5,3 mil exoplanetas confirmados
Desde 1990, quando foi descoberto o primeiro planeta fora do nosso Sistema Solar, mais de 5,3 mil exoplanetas foram detectados e confirmados, além de milhares de candidatos.
Isso significa que alguns padrões podem começar a ser estabelecidos, a depender da maneira como os cientistas procuram por eles. Atualmente, os dois métodos existentes para detecção de mundos distantes são o trânsito e a velocidade radial.
O método de trânsito observa as fracas mudanças na luz de uma estrela quando um corpo planetário em órbita passa entre ela e o observador. Já as medições de velocidade radial procuram as pequenas alterações no comprimento de onda da luz das estrelas à medida que essa luz é “puxada” pela gravidade do planeta.
Ambos os métodos são melhores em detectar mundos maiores em órbitas próximas, razão pela qual esse tipo compõe a maioria dos exoplanetas encontrados.
Lacuna nas detecções de mundos alienígenas
Alguns outros padrões, no entanto, não podem ser explicados pela tecnologia humana, abrindo uma lacuna nas detecções. Encontramos surpreendentemente poucos mundos entre a categoria de exoplanetas super-Terra (de até 1,5 raios terrestres) e mini-Netunos (com o dobro do raio do nosso planeta).
A razão para essa lacuna é desconhecida, mas evidências recentes estão começando a aumentar o número de mini-Netunos – mundos que perdem suas atmosferas sob o calor ardente de suas estrelas. Não está totalmente claro, no entanto, se são as estrelas que impulsionam a perda de massa, ou se é um processo interno, provocado pelo calor que escapa do núcleo do exoplaneta.
Se pudermos encontrar um número significativo de mundos que estão passando por esse processo, os astrônomos planetários podem analisá-los para tentar entender melhor por que há um intervalo tão estranho nos tamanhos dos exoplanetas.
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Como a descoberta de TOI-733b foi possível
Georgieva e sua equipe encontraram o TOI-733b em dados coletados pelo caça- exoplanetas da NASA chamado TESS (sigla em inglês para Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito), combinados com observações do espectrógrafo Buscador de Planetas de Velocidade Radial de Alta Precisão (HARPS) equipado em um telescópio do Observatório Europeu do Sul (ESO), para medir as suas características.
Os dados de trânsito do TESS revelaram o período orbital do exoplaneta, colocando o mundo perto o suficiente da estrela para a fotoevaporação.
A quantidade de brilho estelar bloqueada por um trânsito exoplanetário permite que os astrônomos descubram, também, o raio desse exoplaneta. Dessa forma, eles chegaram ao resultado de 1,99 raios terrestres.
Se a massa da estrela é conhecida, então a velocidade radial (o quanto ela se movimenta à medida que interage gravitacionalmente com o exoplaneta) pode dizer qual é a massa do exoplaneta. Neste caso, era de 5,72 massas terrestres.
Massa e raio podem então ser combinados para concluir a densidade, a partir da qual a composição pode ser inferida. TOI-733b tem uma densidade de 3,98 gramas por centímetro cúbico. Isso é apenas um pouco mais do que a densidade de Marte, e menos do que a da Terra, que é de 5,51 gramas por centímetro cúbico.
Planeta sem atmosfera ou mundo oceânico?
Ainda não se sabe exatamente do que é feito o TOI-733b, mas pelo modelo computacional desenvolvido pela equipe de Georgieva, se esse mundo já teve uma atmosfera de hidrogênio e hélio semelhante a Netuno, provavelmente já a perdeu. No entanto, se fosse esse o caso, o exoplaneta criaria uma atmosfera secundária de elementos mais pesados.
Também é possível que seja um mundo oceânico. Sendo assim, ainda teria perdido seu hidrogênio e hélio, mas a atmosfera que restou seria rica em vapor de água, que é mais resistente a processos fotoevaporativos. Nesse caso, o exoplaneta não teria experimentado qualquer perda significativa de massa atmosférica.
“Responder à questão de saber se o TOI-733b tem uma atmosfera secundária ou é um planeta oceânico se resume a diferenciar entre um planeta parecido com Netuno, que perdeu hidrogênio e hélio, restando uma atmosfera de vapor de voláteis mais pesados, e um que se formou e permaneceu relativamente o mesmo ao longo de sua evolução”, relatam os pesquisadores no artigo. “Embora esteja além do escopo deste estudo, encontrar uma resposta para essa pergunta terá amplas implicações em nossa compreensão dos exoplanetas”.
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