Uma equipe de astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA ter ido à procura de vapor de água na atmosfera de três planetas que orbitam estrelas semelhantes ao Sol - e vêm-se quase seco. Os três planetas, HD 189733b, HD 209458b, e WASP-12b, são entre 60 e 900 anos-luz de distância, e são todos gigantes gasosos conhecidos como "Júpiter quente". Estes mundos são tão quente, com temperaturas entre 900-2200 graus Celsius, que eles são os candidatos ideais para a detecção de vapor de água em suas atmosferas. A nova descoberta destaca alguns dos principais desafios na busca do exoplaneta 'santo graal' - um exoplaneta com um clima semelhante ao da Terra, uma característica fundamental do que é a presença de água em estado líquido.
No entanto, os três planetas têm apenas um décimo a um milésimo da quantidade de água previsto pelas teorias padrão de formação planetária. A melhor medição de água, para o planeta HD 209458b, foi entre 4 e 24 partes por milhão. Os resultados levantam novas questões sobre como exoplanetas formar e destacar os desafios em busca de água em exoplanetas parecidos com a Terra no futuro.
"Nossa medição de água em um dos planetas, HD 209458b, é a medida de maior precisão de qualquer composto químico em um planeta fora do sistema solar, e agora podemos dizer com muito mais certeza do que nunca que nós encontramos água em um exoplaneta ", disse o Dr. Nikku Madhusudhan, do Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, que liderou a pesquisa. "No entanto, a baixa abundância de água que estamos descobrindo é surpreendente."
Dr. Madhusudhan e seus colaboradores usaram espectros de infravermelho próximo das atmosferas planetárias observadas com o Telescópio Espacial Hubble, como os planetas estavam passando na frente de suas estrelas-mãe quando vistos da Terra. Características de absorção de vapor de água na atmosfera planetária são sobrepostos a pequena quantidade de luz estelar que atravessa a atmosfera planetária antes de chegar ao telescópio. O espectro planetária é obtida pela determinação da variação no espectro estelar causada devido à atmosfera planetária e é então utilizado para estimar a quantidade de vapor de água na atmosfera planetário usando modelos de computador sofisticados e técnicas estatísticas.
Madhusudhan disse que os resultados apresentam um grande desafio para exoplaneta teoria. "É basicamente abre uma lata de minhocas na formação de planetas. Esperávamos esses planetas para ter muita água em suas atmosferas. Temos de rever a formação do planeta e os modelos de migração de planetas gigantes, especialmente quente Júpiter para investigar como eles são formados . "
A teoria atualmente aceita sobre como planetas gigantes do nosso sistema solar se formou é conhecido como acreção de núcleo, em que um planeta é formado em torno da jovem estrela em um disco protoplanetário feito principalmente por hidrogénio, hélio, e partículas de poeira gelados e composto por outros produtos químicos elementos. As partículas de pó aderem umas às outras, formando eventualmente grãos maiores e maiores. As forças gravitacionais do disco desenhar nestes grãos e planetesimais maiores até que se forma um núcleo sólido. Este núcleo, em seguida, leva a acreção de fuga de ambos os planetesimais e gás para, eventualmente, formar um planeta gigante.
Esta teoria prevê que as proporções dos diferentes elementos no planeta são melhoradas em relação às dos seus estrela, especialmente oxigénio, que é suposto ser mais melhorada. Uma vez que se forma um planeta gigante, é esperado o seu oxigénio do ar para ser em grande parte na forma de água. Portanto, os níveis muito baixos de vapor de água encontrados por esta pesquisa levantam uma série de perguntas sobre os ingredientes químicos que levam à formação de planetas.
"Há tantas coisas que nós ainda não entendemos sobre exoplanetas - isso abre um novo capítulo na compreensão de como os planetas e sistemas solares formam", disse Drake Deming, da Universidade de Maryland, que liderou um dos estudos precursores e é um co-autor do estudo. "Estes resultados destacam a necessidade de espectroscopia de alta precisão - observações adicionais do Telescópio Espacial Hubble e os telescópios de última geração atualmente em desenvolvimento tornará esta tarefa mais fácil."
"Estes planetas muito quentes com grandes ambientes orbitam algumas das nossas estrelas mais próximas, tornando-os os melhores candidatos possíveis para a medição dos níveis de água, e ainda os níveis que encontramos foram muito menores do que o esperado", disse Madhusudhan. "Esses resultados mostram o quão desafiador pode ser para detectar água em exoplanetas semelhantes à Terra em nossa busca por vida em potencial em outro lugar." Instrumentos de telescópios futuros em busca de bioassinaturas pode precisar de ser projetado com uma maior sensibilidade para a conta a possibilidade de planetas sendo significativamente mais seco do que o previsto.
Os pesquisadores também considerou a possibilidade de que as nuvens pode ser responsável por obscurecendo partes das atmosferas, conduzindo assim aos baixos níveis de água observados. No entanto, tal explicação requer partículas de nuvens pesadas que ser suspensa muito alto na atmosfera para ser fisicamente plausível para todos os planetas do estudo.
O papel, "abundância de H2O na atmosfera de Júpiter quente" três é publicado na revista Astrophysical Journal Letters.
The Daily Galaxy via Universidade de Cambridge
Crédito da imagem: http://www.nsf.gov/news/special_reports/water/images/cloud.jpg
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