Hubble captura exoplaneta extremamente escuro

A impressão artística mostra o exoplaneta WASP-12b - um mundo extrassolar escuro como
asfalto fresco, orbitando uma estrela parecida com o Sol. Cientistas foram capazes de medir o seu
albedo: a porção de luz que o planeta reflete. Os resultados mostraram que o exoplaneta é
extremamente escuro nos comprimentos de luz visível. Créditos: NASA, ESA, e aG. Bacon (STScl)

Astrônomos descobriram que o já bastante estudo exoplaneta WASP-12b não reflete praticamente nenhum luz, fazendo-o parecer essencialmente como piche. Essa descoberta lança nova luz sobre a composição atmosférica do planeta, além de refutar hipóteses anteriores sobre a atmosfera do WASP-12-b. Os resultados estão também em rígido contraste com observações de outro planeta de tamanho similar.

Usando o Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial Hubble (Space Telescope Imaging Spectrograph - STIS), uma equipe internacional liderado por astrônomos da Universidade de McGill, no Canadá, e da Universidade de Exeter, Reino Unido, mediram o quanto de luz o exoplaneta WASP-12b reflete - o seu albedo - em busca de aprender mais sobre a composição de sua atmosfera.

O resultado foi surpreendente, explica o autor líder Taylor Bell, um estudante de mestrado em Astronomia da Universidade de McGill, que é afiliada do Instituto de Pesquisa em Exoplanetas: "O albedo medido do WASP-12b é no máximo 0,064. Esse é um valor extremamente pequeno, fazendo o planeta mais escuro que asfalto fresco!" Isso leva WASP-12b a ser duas vezes menos refletivo do que nossa Lua, que possui um albedo de 0,12. Bell acrescenta: "O pequeno albedo mostra que ainda temos muito a aprender sobre o WASP-12b e outros exoplanetas similares."

WASP-12b orbita a estrela semelhante ao Sol chamada de WASP-12A, cerca de 14 mil anos-luz distante, e desde de sua descoberta em 2008 ele vem se tornando um dos mais estudados exoplanetas. Com um raio de quase duas vezes o de Júpiter, e um ano que dura o mesmo que um dia na Terra, WASP-12b é classificado como um Júpiter quente. Pelo fato de estar tão próximo de sua estrela-mãe, a atração gravitacional da estrela esticou o planeta numa forma de ovo e fez sua temperatura atingir os 2600 ºC.

A alta temperatura é também a explicação mais provável do baixo albedo do WASP-12b. "Existem outros Jupiteres quentes notavelmente negros, mas eles são muito mais frios que o WASP-12b. Para esse planetas, sugere-se que coisas como nuvens e metais alcalinos são a razão da absorção de luz, mas isso não funciona para WASP-12b, pois ele é incrivelmente quente", explica Bell.

O lado iluminado do WASP-12b é tão quente que nuvens não conseguem se formar e metais alcalinos são ionizados. Ele é quente o suficiente para quebrar as moléculas de hidrogênio em hidrogênio atômico e fazer a atmosfera se comportar mais como uma estrela de pouca massa do que um planeta. Isso causa o pequeno albedo do planeta.

Para medir o albedo do WASP-12b os cientistas observaram o exoplaneta em outubro de 2016 durante um eclipse, quando o planeta estava próximo da sua fase cheia e passando atrás à sua estrela hospedeira por um tempo. Esse é o melhor método para determinar o albedo de um exoplaneta, já que isso envolve medir diretamente a porção de luz que está sendo refletida. No entanto, essa técnica requer uma precisão dez vezes maior que observações tradicionais de trânsitos. Usando o

Espectrógrafo de Imagens do Hubble, os cientistas foram capazes de medir o albedo do WASP-12b em vários comprimentos de onda.

"Após medirmos o albedo nós comparamos com modelos espectrais de modelos atmosféricos anteriormente sugeridos para o WASP-12b", explica Nikolay Nikolov (Universidade de Exeter), co-autor do estudo. "Concluímos que os dados não fecham com nenhum dos dois modelos correntes.". Os novos dados indicam que a atmosfera do WASP-12b é composta de hidrogênio e hélio atômicos.

WASP-12b é o segundo planeta a ter a medida do albedo espectralmente resolvida, sendo que o primeiro foi o HD 198733b, outro Júpiter quente. Os dados coletados por Bell e sua equipe permitiram-os determinar se o planeta reflete mais luz do lado azul ou vermelho do espectro. Enquanto que os resultados para o HD 198733b sugerem que o exoplaneta possui um cor azul escura, WASP-12b, por sua vez, não reflete luz em nenhum comprimento de onda. WASP-12b, no entanto, emite luz por causa de sua grande temperatura, dando-o uma coloração avermelhada como metal derretido.

"O fato de que os dois exoplanetas com albedo medido espectralmente exibam diferenças significativas demonstra a importância desse tipo de observações espectrais e destaca a grande diversidade dos Jupiteres quentes", conclui Bell.

Fonte: Phys.org