Um dos exoplanetas mais próximos de nós na constelação de Câncer, descoberto pela primeira vez em 2004, tornou-se recentemente o foco dos telescópios espaciais Hubble, Spitzer e dos maiores observatórios terrestres. Graças a novos instrumentos astronômicos e algoritmos de análise de dados, agora foi possível determinar a presença e composição de sua atmosfera. Para exoplanetas da classe "superterra", esse trabalho foi feito pela primeira vez.
A estrela binária 55 Câncer há muito tempo atrai a atenção. É visível no céu a olho nu, uma vez que está a apenas 40,9 anos-luz de distância de nós e tem uma luminosidade de 0,6 solar. A estrela principal neste sistema pertence ao mesmo tipo espectral principal (GxV) que o sol. Sua massa também é próxima à do Sol, e pelo menos cinco planetas giram em torno dele. Cada um deles foi detectado por espectroscopia Doppler. Em seguida, a descoberta de exoplanetas foi confirmada com a ajuda de observações realizadas nos maiores observatórios orbitais e terrestres.
Entre todos os exoplanetas descobertos em uma estrela semelhante ao Sol, a maior atenção dos astrônomos agora é atraída por 55 Câncer e. É uma super-terra com alto teor de carbono. Com uma massa de 8,37 terras e um raio de 2,17 vezes o da terra, devem ser criadas condições em suas entranhas para a formação intensiva de diamantes. De acordo com estimativas primárias, seu volume total excede o tamanho da Terra. O interesse adicional no exoplaneta deveu-se ao fato de que modelos matemáticos previram a presença de uma atmosfera densa com alta probabilidade de conteúdo de vapor de água.
O telescópio espacial Hubble (Imagem: nasa.gov).
Por muito tempo, eles tentaram confirmar ou negar esses dados, especificando os parâmetros do planeta, sua possível composição e origem. Desde 2014, o instrumento mais avançado do Telescópio Espacial Hubble, a câmera WFC3, tem sido usado para isso. No entanto, observações em luz visível e infravermelha próxima tornaram possível determinar apenas trânsitos regulares de um exoplaneta contra o fundo da estrela-mãe, sem fornecer novas informações.
Os pesquisadores foram ajudados pela localização bem-sucedida do exoplaneta 55 Cancer e. Como está 64 vezes mais perto de sua estrela do que a Terra está do Sol, dura apenas 18 horas por ano e a superfície aquece até 2.000 K. Devido ao forte aquecimento, ela brilha na faixa do infravermelho médio. A luminosidade infravermelha, rara nos planetas, permite estudá-la não só por meio de observações no alcance óptico, mas também pelo aparato do telescópio orbital Spitzer.
O Telescópio Espacial Spitzer (Imagem: NASA / JPL-Caltech).
Os dados combinados coletados pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer e observatórios terrestres permitiram aos pesquisadores da University College London julgar a composição do envelope de gás do exoplaneta. Métodos de análise espectral de composição química são amplamente usados para estudar as estrelas e a atmosfera dos planetas do sistema solar, mas para uma super-terra distante, eles se revelaram igualmente informativos pela primeira vez.
Vídeo promocional:
Grandes quantidades de hidrogênio e hélio foram encontradas na atmosfera do exoplaneta 55 Cancer. Ela provavelmente capturou esses elementos leves logo no início de uma nuvem de gás ionizado durante a formação do sol local. Apesar de todas as expectativas e cálculos preliminares, o vapor de água na atmosfera do exoplaneta ainda não foi detectado, mesmo em pequenas quantidades.
Devido ao intenso aquecimento da estrela 55 Câncer A, a crosta da super-Terra derrete constantemente durante o dia e mal tem tempo para esfriar durante a noite. Com fluxos de calor ascendentes, partículas de carbono e seus compostos, principalmente inorgânicos, entram constantemente na atmosfera. No decorrer de várias reações, são formados principalmente óxidos, cianeto de hidrogênio (vapor de cianeto de hidrogênio) e acetileno. A predominância do monóxido de carbono sobre o dióxido de carbono indica uma alta proporção de carbono para oxigênio. “A presença de cianeto de hidrogênio e outras moléculas que descobrimos pode ser confirmada em alguns anos pelas próximas gerações de telescópios infravermelhos. Nesse caso, receberemos novas evidências de que este planeta é extremamente rico em carbono e, em geral, muito incomum”, comentou um dos autores do estudo, Jonathan Tennyson (Jonathan Tennyson).
Andrey Vasilkov
