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GJ1214b, mostrado nesta visão artística, é uma super-Terra orbitando uma estrela anã vermelha a 40 anos-luz da Terra. Novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA mostram que se trata de um mundo aquático envolto por uma atmosfera espessa e fumegante. GJ1214b representa um novo tipo de planeta, como nada visto no nosso sistema solar ou em qualquer outro sistema planetário conhecido atualmente. Crédito: NASA, ESA e D. Aguilar (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
NASAde telescópio espacial Hubble ajudou os astrônomos a analisar o mundo previamente descoberto GJ1214b e os ajudou a provar que se trata de um mundo aquático envolto por uma atmosfera espessa e fumegante. GJ1214b tem 2,7 vezes o diâmetro da Terra, pesa quase 7 vezes mais e orbita uma estrela anã vermelha a cada 38 horas, a uma distância de 2,1 milhões de milhas.
Nosso sistema solar contém três tipos de planetas: mundos rochosos e terrestres (Mercúrio, VênusTerra e Marte), gigantes gasosos (Júpiter e Saturno) e gigantes de gelo (Urano e Netuno). Os planetas que orbitam estrelas distantes apresentam uma variedade ainda maior, incluindo mundos de lava e “Júpiteres quentes”.
As observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA adicionaram um novo tipo de planeta à mistura. Ao analisar o mundo previamente descoberto GJ1214b, o astrónomo Zachory Berta (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) e colegas provaram que se trata de um mundo aquático envolto por uma atmosfera espessa e húmida.
“GJ1214b é diferente de qualquer planeta que conhecemos”, disse Berta. “Uma grande fração de sua massa é composta de água.”
O GJ1214b foi descoberto em 2009 pelo projeto terrestre MEarth (pronuncia-se “mirth”), liderado por CFAé David Charbonneau. Esta super-Terra tem cerca de 2,7 vezes o diâmetro da Terra e pesa quase 7 vezes mais. Ele orbita uma estrela anã vermelha a cada 38 horas a uma distância de 1,3 milhão de milhas, dando-lhe uma temperatura estimada de 450° Fahrenheit.
Em 2010, o cientista do CfA Jacob Bean e colegas relataram que tinham medido a atmosfera de GJ1214b, descobrindo que era provável que a atmosfera fosse composta principalmente de água. No entanto, as suas observações também podem ser explicadas pela presença de uma névoa mundial na atmosfera do GJ1214b.
Berta e os seus co-autores usaram o instrumento WFC3 do Hubble para estudar GJ1214b quando este passou em frente da sua estrela hospedeira. Durante esse trânsito, a luz da estrela é filtrada pela atmosfera do planeta, dando pistas sobre a mistura de gases.
“Estamos usando o Hubble para medir a cor infravermelha do pôr do sol neste mundo”, explicou Berta.
As neblinas são mais transparentes à luz infravermelha do que à luz visível, por isso as observações do Hubble ajudam a distinguir entre uma atmosfera com vapor e uma atmosfera nebulosa.
Eles descobriram que o espectro do GJ1214b era inexpressivo em uma ampla gama de comprimentos de onda ou cores. O modelo atmosférico mais consistente com os dados do Hubble é uma atmosfera densa de vapor d'água.
“As medições do Hubble realmente fazem pender a balança a favor de uma atmosfera fumegante”, disse Berta.
Como a massa e o tamanho do planeta são conhecidos, os astrónomos podem calcular a densidade, que equivale a cerca de 2 gramas por centímetro cúbico. A água tem uma densidade de 1 g/cm3, enquanto a densidade média da Terra é de 5,5 g/cm3. Isto sugere que GJ1214b tem muito mais água que a Terra e muito menos rocha.
Como resultado, a estrutura interna do GJ1214b seria muito diferente do nosso mundo.
“As altas temperaturas e altas pressões formariam materiais exóticos como 'gelo quente' ou 'água superfluida' – substâncias que são completamente estranhas à nossa experiência cotidiana”, disse Berta.
Os teóricos esperam que o GJ1214b se tenha formado mais longe da sua estrela, onde a água gelada era abundante, e migrasse para dentro no início da história do sistema. No processo, teria passado pela zona habitável da estrela. Quanto tempo permaneceu lá é desconhecido.
GJ1214b está localizado na direção da constelação de Ophiuchus e a apenas 40 anos-luz da Terra. Portanto, é um excelente candidato para estudo pela próxima geração Telescópio Espacial James Webb.
Um artigo relatando esses resultados foi aceito para publicação em O Jornal Astrofísico e está disponível on-line.
Referência: “O espectro de transmissão plano da super-Terra GJ1214b da câmera de campo amplo 3 do Telescópio Espacial Hubble” por Zachory K. Berta, David Charbonneau, Jean-Michel Désert, Eliza Miller-Ricci Kempton, Peter R. McCullough, Christopher J. Burke, Jonathan J. Fortney, Jonathan Irwin, Philip Nutzman e Derek Homeier, 13 de fevereiro de 2012, O Jornal Astrofísico.
DOI: 10.1088/0004-637X/747/1/35