Astrônomos dos Estados Unidos, França e Escócia, graças a observações com o Hubble, confirmaram a presença de água na atmosfera do exoplaneta HAT-P-26b. Além disso, os pesquisadores estimaram a proporção de elementos mais pesados que o hidrogênio no envelope de gás do planeta - descobriu-se que é pequeno, o que está fora do padrão previamente descoberto. De acordo com os autores, provavelmente a atmosfera do HAT-P-26b permaneceu praticamente inalterada desde a origem do planeta. A pesquisa está publicada na revista Science.
A grande maioria dos exoplanetas conhecidos foi descoberta de duas maneiras: pelo método de trânsito (quando o planeta escurece levemente a estrela passando entre ela e o observador terrestre) ou pela análise de mudanças Doppler (quando a gravidade do planeta faz com que a estrela "balance" ligeiramente para frente e para trás). Com a ajuda deles, você pode determinar alguns parâmetros da órbita do planeta, fazer restrições em seu tamanho ou massa. No entanto, é impossível saber em que consiste este ou aquele exoplaneta utilizando os métodos Doppler.
Os trânsitos do planeta permitem que você explore sua camada de gás, se ela for grande o suficiente. No momento em que o planeta começa a se mover em frente ao disco da estrela, parte da luz deste passa por seu envelope de gás. Dependendo de quais gases a atmosfera é composta, algumas partes do espectro da estrela começam a ser absorvidas. Por exemplo, água e dióxido de carbono têm bandas de absorção características - eles se encontram na região infravermelha do espectro. Ao comparar o espectro de uma estrela durante e antes do trânsito, os astrônomos podem determinar exatamente em quais faixas espectrais a atmosfera do exoplaneta está absorvendo e fazer previsões sobre sua composição.
Pela primeira vez, traços de água no HAT-P-26b foram registrados em 2015 - usando os dados combinados do telescópio Spitzer e observações terrestres. Este exoplaneta está localizado a cerca de 430 anos-luz da Terra e é um "Netuno quente", cuja temperatura de equilíbrio na superfície é de cerca de 1000 Kelvin (730 graus Celsius). Devido à pequena aceleração da gravidade, um corpo celeste pode ter uma atmosfera densa e alta. O planeta orbita a estrela do sistema - uma anã laranja - em cerca de 4,2 dias.
Hannah R. Wakeford et al. / Ciência, 2017
No novo trabalho, os autores expandiram o espectro de observações do exoplaneta e usaram o Telescópio Espacial Hubble para observar trânsitos nas faixas do visível e infravermelho próximo. Isso tornou possível ver bandas de absorção adicionais, que indicavam de forma confiável a presença de água na atmosfera do planeta. Deve-se notar que o HAT-P-26b não pode ser chamado de mundo aquático devido à temperatura muito alta do planeta.
Além de observar a água na atmosfera, os astrônomos foram capazes de estimar a metalicidade da concha do gigante gasoso. Esta é a proporção relativa de elementos mais pesados que o hélio na composição do objeto. Com base em observações no sistema solar e em vários exoplanetas (WASP-43b e HAT-P-11b), os astrônomos notaram um padrão - com um aumento no tamanho do planeta, a metalicidade diminui. Em outras palavras, a proporção de elementos pesados em Júpiter é muito menor do que em Urano ou Netuno. Essa observação serviu de base para algumas hipóteses sobre a evolução dos planetas. O HAT-P-26b está fora desse padrão: com tamanhos comparáveis aos de Netuno, sua metalicidade é quase a mesma de Júpiter.
Segundo os astrônomos, as diferenças entre o HAT-P-26b e outros planetas com metalicidade e massa conhecidas podem significar que o processo de sua evolução, por algum motivo, foi diferente do geralmente aceito. Os autores apontam que, muito provavelmente, o envelope de gás do HAT-P-26b é o mesmo dos primeiros períodos de existência do exoplaneta. Além disso, o exoplaneta provavelmente não colidiu com outros planetesimais, e a maioria de seus elementos pesados estão concentrados no núcleo.
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Os autores observam que esta é uma situação única quando um exoplaneta foi estudado com tantos detalhes. Por si só, esse resultado já é uma conquista importante.
Vladimir Korolev
