Uma equipe de cientistas, usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA fizeram o mapa mais detalhado de sempre da temperatura da atmosfera de um exoplaneta, e traçou a quantidade de água que ele contém. O planeta alvo de ambas as investigações foi o exoplaneta WASP-43b hot-Júpiter, um planeta do tamanho de Júpiter, mas com o dobro da massa e uma órbita muito mais próxima de sua estrela-mãe do que qualquer planeta do Sistema Solar. Foi um dos anos mais curtos já medido para um exoplaneta do tamanho - com duração de apenas 19 horas.
Uma equipe de astrônomos que trabalham em dois estudos de companhia já criou mapas meteorológicos detalhados de WASP-43b. Um estudo mapeou a temperatura em diferentes camadas da atmosfera do planeta, eo outro traçou a quantidade e distribuição de vapor de água dentro dele - detalhe é mostrado no vídeo criado pela equipe.
"Nossas observações são a primeira de seu tipo em termos de fornecer um mapa bidimensional da estrutura térmica do planeta", disse Kevin Stevenson da Universidade de Chicago, EUA, principal autor do estudo Mapa térmico. "Esses mapas podem ser usados para restringir modelos de circulação que predizem como o calor é transportado de um lado dia quente de um exoplaneta para seu lado frio da noite."
O planeta tem lados diferentes para dia e noite porque ele estar preso, o que significa que ele mantém um hemisfério voltado para a estrela, assim como a Lua mantém uma face para a Terra. As observações do Hubble mostram que o exoplaneta tem ventos que uivam à velocidade do som de um lado os dias que é quente o suficiente para derreter ferro - subindo acima de 1500 graus Celsius - para o lado da noite de breu que vê as temperaturas mergulhar a uma comparativamente fresco 500 graus Celsius.
Para estudar a atmosfera de WASP-43b da equipa combinação de dois métodos anteriores de análise exoplanets pela primeira vez.
Ao olhar para como a luz da estrela-mãe filtrada através da atmosfera do planeta - uma técnica chamada espectroscopia de transmissão - que determinou a abundância de água da atmosfera na fronteira entre os hemisférios de dia e noite.
A fim de tornar o mapa mais detalhado da equipe também mediram a abundância de água e temperaturas em diferentes longitudes. Para isso, eles aproveitaram a precisão e estabilidade de instrumentos do Hubble para subtrair mais de 99,95% da luz da estrela-mãe, o que lhes permite estudar a luz que vem do próprio planeta - uma técnica chamada espectroscopia de emissão. Ao fazer isso em diferentes pontos da órbita do planeta ao redor da estrela-mãe poderiam mapear o ambiente em toda a sua longitude.
"Temos sido capazes de observar três rotações completas - três anos para esse distante planeta - durante um período de apenas quatro dias", explicou Jacob Bean a partir da Universidade de Chicago, EUA, líder do projeto de pesquisa. "Isso foi essencial para nos permitir criar o primeiro mapa completo de temperatura para um exoplaneta e para sondar o seu ambiente para descobrir quais os elementos que detinha e onde."
Encontrar as proporções dos diferentes elementos em atmosferas planetárias fornece pistas importantes para a compreensão de como os planetas se formaram.
"Porque não há nenhum planeta com essas condições torturados no Sistema Solar, o que caracteriza a atmosfera de um mundo tão bizarro fornece um laboratório exclusivo com o qual a adquirir uma melhor compreensão da formação do planeta e física planetária", disse Nikku Madhusudhan, da Universidade de Cambridge, Reino Unido, co-autor de ambos os estudos. "Neste caso, a descoberta se encaixa bem com modelos pré-existentes de como esses planetas se comportam."
A equipe descobriu que WASP-43b refletido muito pouco da luz de sua estrela-mãe. Uma atmosfera como a da Terra, com nuvens que refletem a maior parte da luz solar, não está presente no WASP-43b, mas a equipe fez encontrar vapor de água na atmosfera do planeta.
"O planeta é tão quente que toda a água na sua atmosfera é vaporizado, ao invés de condensado nas nuvens geladas encontramos em Júpiter", disse o membro da equipa Laura Kreidberg da Universidade de Chicago, principal autor do estudo de mapeamento de água no planeta . Kreidberg descreve ambos os resultados em seu vídeo online.
Água é pensada para desempenhar um papel importante na formação de planetas gigantes. Astrônomos teorizam que os corpos de cometa bombardear planetas jovens, entregando a maior parte da água e outras moléculas que observamos. No entanto, a abundância de água nos planetas gigantes do Sistema Solar são pouco conhecidos, porque a água está trancado como gelo, no fundo de suas atmosferas, o que dificulta a identificação.
"As sondas espaciais não foram capazes de penetrar fundo o suficiente na atmosfera de Júpiter para obter uma medida clara de sua abundância de água. Mas este planeta gigante é diferente ", acrescentou Derek Homeier da École Normale Supérieure de Lyon, França, co-autor dos estudos. "Água de WASP-43b tem a forma de um vapor, que pode ser muito mais facilmente rastreados. Portanto, não poderia apenas encontrá-lo, fomos capazes de medir diretamente o quanto há e testar variações ao longo longitude do planeta ".
Em WASP-43b a equipe encontrou a mesma quantidade de água, como seria de esperar para um objeto com a mesma composição química do Sol
"Isso nos diz algo fundamental sobre como o planeta se formou", acrescentou Kreidberg. "Em seguida, nosso objetivo é fazer medições em abundância de água para planetas diferentes para explorar suas abundâncias químicas e aprender mais sobre como os planetas de diferentes tamanhos e tipos de vir a se formar em torno do nosso Sol e as estrelas além dele". [1]
Os resultados são apresentados em dois novos documentos, um sobre o mapeamento térmico da atmosfera do planeta - publicado online na Science Express em 9 de outubro - e outro sobre o mapeamento do conteúdo de água da atmosfera - publicado no Letters Astrophysical Journal em 12 de setembro de 2014 .
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA ea Agência Espacial Europeia. Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland administra o telescópio. O Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore realiza operações científicas do Hubble. STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, Inc., em Washington.
O Galaxy diário via ESA e http://www.nasa.gov/hubble
Crédito de imagem: NASA / ESA
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