Super-Terra em uma estrela próxima é um pedaço de rocha como Mercúrio

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Prolongar / A visão de um artista do que é, sem dúvida, o lado mais frio do planeta.

A estrela mais comum na nossa galáxia é uma anã vermelha, menor e mais fraca que o sol. Como essas pequenas estrelas emitem muito menos radiação, a região onde os planetas poderiam ter água líquida em suas superfícies é muito mais próxima da estrela. Nestes sistemas exosolares, a zona habitável é tipicamente mais próxima da estrela do que Mercúrio é para o nosso Sol.

Essa é uma boa combinação com nossa tecnologia atual, que é melhor para identificar planetas próximos de suas estrelas hospedeiras. Mas levantou questões sobre se esses planetas próximos poderiam ser habitáveis, já que estrelas anãs vermelhas são propensas a explosões violentas. Agora, os pesquisadores observaram atentamente um planeta que orbita perto de uma anã vermelha e descobriram que ela parece uma rocha nua, sugerindo que sua estrela pode ter retirado qualquer atmosfera que já existiu.

Redistribuição

Estudar a atmosfera de um exoplaneta normalmente envolve observações que criam um eclipse parcial de sua estrela hospedeira. Nestes casos, parte da luz das estrelas passa pela atmosfera do planeta, permitindo-nos ter uma ideia da sua composição. Se não há sinais desse tipo de mudança, então normalmente inferimos que o planeta não tem atmosfera.

Mas essa não é a única maneira de determinar se uma atmosfera está presente. O novo trabalho se concentra em um dos efeitos de uma atmosfera: redistribui o calor. Esta é uma característica crítica em planetas perto de sua estrela hospedeira, que são muitas vezes travadas, seu período de rotação idêntico ao comprimento da órbita, de modo que um lado permaneça permanentemente orientado em direção à estrela. Sem atmosfera, todo esse calor simplesmente irradia do mesmo lado, e o lado oposto permanece gelado. Com uma atmosfera, parte desse calor será transportado para o outro lado do planeta, aquecendo-o.

Essa abordagem parece ser ideal para um exoplaneta descoberto recentemente, o LHS 3844b, uma super-Terra com um raio 1,3 vez maior que o do nosso planeta. Assim, uma equipe de pesquisadores conseguiu que o Telescópio Espacial Spitzer olhasse para a estrela e seu companheiro próximo por 100 horas. Dado que o planeta leva apenas 11 horas para completar uma órbita, isso forneceu vários registros completos de órbitas, com o planeta em várias orientações relativas à sua estrela, incluindo em parte eclipsá-lo e se mover atrás da estrela da perspectiva da Terra.

Isso permitiu aos pesquisadores rastrear a radiação vinda do sistema quando o planeta tinha orientações ligeiramente diferentes, com diferentes frações de seus lados quente e frio voltados para a Terra.

No lado ensolarado

A quantidade de radiação infravermelha vinda do planeta permitiu que os pesquisadores estimassem a temperatura dos dois lados diferentes do planeta. No lado quente, as temperaturas parecem estar na vizinhança de 1.000 Kelvin (725 ° C). Do outro lado do planeta, a temperatura estava, dentro dos limites do erro de medição, indistinguível de zero.

Como você pode imaginar, isso não é consistente com o calor sendo redistribuído para o lado mais frio do planeta. Se sua atmosfera é rica em dióxido de carbono, os dados indicam que ela deve ser menos densa que a atmosfera esparsa de Marte. Mesmo sem qualquer efeito estufa, a atmosfera não pode ser muito mais densa que a da Terra, embora o planeta seja substancialmente maior.

Mas a notícia não é muito melhor para uma atmosfera rarefeita. Os pesquisadores modelaram a taxa de escape atmosférico, dada a quantidade de radiação que recebe de sua estrela hospedeira. Eles acham que qualquer atmosfera que seja consistente com os limites atuais baseados na redistribuição de calor é instável e será completamente erodida pela luz da estrela. "Dado que as atmosferas densas são descartadas pelos dados", escrevem os pesquisadores, "e as atmosferas rarefeitas são instáveis ​​ao longo da vida do planeta, a LHE 3844b é provavelmente uma rocha nua, a menos que uma atmosfera fina seja continuamente reabastecida".

Não contente com essa conclusão, o pesquisador analisou a luz refletida do planeta para descobrir que tipo de rocha estamos observando. O material mais consistente com os dados infravermelhos é o basalto, uma rocha produzida pela atividade vulcânica. A este respeito, o planeta se parece muito com Mercúrio, ou as regiões escuras da Lua. Isto pode resultar da atividade vulcânica em curso, ou pode ser o produto do planeta que passou algum tempo no início de sua história com um oceano de magma em sua superfície.

Tudo isso não exclui uma atmosfera para todos os planetas ao redor de uma anã vermelha. O LHS 3844b é extremamente próximo de sua estrela hospedeira, então é possível que planetas um pouco mais longe tenham uma chance melhor de sobrevivência atmosférica. Mas esta é apenas a segunda vez que existe uma publicação descrevendo o uso bem-sucedido da busca por atmosferas dessa forma, de modo que ela fornece uma validação importante de nossa capacidade de estudar planetas adicionais.

Natureza2019. DOI: 10.1038 / s41586-019-1497-4 (Sobre o DOIs).

Fonte: Ars Technica