Nova técnica de pesagem de planetas mede a massa do planeta sem trânsito

Usando um novo método que envolve o estudo da assinatura de monóxido de carbono da atmosfera de um planeta, os cientistas conseguiram medir pela primeira vez a massa exata de um planeta sem trânsito.

Embora tenham sido descobertos cerca de 800 planetas extra-solares até agora na nossa galáxia, as massas precisas da maioria deles ainda são desconhecidas, uma vez que a técnica mais comum de localização de planetas fornece apenas uma ideia geral da massa de um objeto. Anteriormente, a única maneira de determinar a massa exata de um planeta era se ele transitasse – tivesse uma órbita que eclipsasse periodicamente a da sua estrela hospedeira. A ex-cientista da Carnegie, Mercedes López-Morales, determinou, pela primeira vez, a massa de um planeta sem trânsito. A obra está publicada em Cartas de diários astrofísicos.

Conhecer a massa de um corpo é essencial primeiro para confirmar se é um planeta e, em caso afirmativo, para determinar se é rochoso e possivelmente habitável ou grande e gasoso. Até agora, apenas as massas dos planetas em trânsito foram medidas. Os planetas em trânsito também são o único tipo de objetos extra-solares nos quais foram detectadas atmosferas.

López-Morales, juntamente com os seus colegas Florian Rodler e Ignasi Ribas do Instituto de Ciências Espaciais, ICE (CSIC-IEEC, em Barcelona, ​​Espanha) mediram a massa exata de um planeta sem trânsito. Fizeram-no utilizando um novo método que envolve o estudo da assinatura de monóxido de carbono da atmosfera do planeta – detectando, no processo, a atmosfera deste planeta sem trânsito.

O planeta chama-se Tau Boo b, localizado na constelação de Bootes, e orbita uma estrela a cerca de 50 anos-luz da Terra que é brilhante o suficiente para ser visível a olho nu. O planeta é semelhante em tamanho ao Júpiter e está tão perto de sua estrela (apenas 8 raios estelares), que um ano para este planeta dura apenas 3,3 dias terrestres. Além disso, sua temperatura superficial chega a 1.500°C, tornando-o inóspito à vida.

Descoberto em 1996, Tau Boo b foi um dos primeiros planetas originalmente detectados pelo método da velocidade radial. Este planeta não transita, mas a sua presença e características foram inicialmente determinadas pela oscilação da sua estrela hospedeira. Esta técnica fornece apenas uma indicação aproximada da massa de um planeta detectado.

Em junho de 2011, a equipe de López-Morales conduziu cinco horas de observações no comprimento de onda do infravermelho próximo (2,3 mícrons). Eles obtiveram dados do espectrógrafo de alta resolução CRIRES, um instrumento montado em um dos quatro Very Large Telescopes (VLT) de 8,2 m do Observatório Europeu do Sul (ESO) No Chile.

As observações e posterior análise dos dados revelaram a presença de monóxido de carbono na atmosfera do planeta. Além disso, ao estudar o movimento orbital do planeta através do deslocamento das linhas espectrais do monóxido de carbono, a equipe foi capaz de calcular sua massa exata – 5,6 vezes a de Júpiter – pela primeira vez usando este método específico, e também pela primeira vez para um planeta sem trânsito. .

Um estudo independente conduzido por pesquisadores da Universidade de Leiden, na Holanda, obteve resultado semelhante para o mesmo sistema planetário, confirmando o potencial desta técnica. “Este método representa um forte avanço no campo dos exoplanetas”, disse Lopez-Morales. “Isto abre um novo caminho para determinar as massas dos exoplanetas e a composição das suas atmosferas”. A equipa de investigação espera que muitos mais planetas sejam ponderados utilizando esta nova técnica. Eles também estão convencidos de que, no futuro, serão capazes de detectar moléculas que estão associadas à presença de vida em planetas distantes e sem trânsito.”

Referência: “Weighing the Non-Transiting Hot Jupiter τ Boo B” por F. Rodler, M. Lopez-Morales e I. Ribas, 18 de junho de 2012, Cartas de diários astrofísicos.
DOI: 10.1088/2041-8205/753/1/L25