Porque "Júpiters Quentes" são tão inchados

Uma torradeira elétrica do tamanho de um planeta poderia explicar porque alguns exoplanetas são tão grandes. Um fenômeno relacionado poderia ser responsável por manter sob controle os ventos que formam as listras de Júpiter.

Mais de 150 planetas foram encontrados orbitando mais perto de suas estrelas do que Mercúrio está do sol. Muitos desses planetas, gigantes gasosos - que são conhecidos como "Júpiters quentes", pelo fato de terem temperaturas de 2000 ° C ou mais - têm uma massa semelhante a Júpiter, mas podem ter até seis vezes o seu volume.

Algo deve estar o aquecendo-os para torná-los inchados desta maneira - mas o quê? Radiação da estrela hospedeira não pode ser a fonte, já que maioria é refletida para o espaço pelo gás presente na atmosfera.

Efeitos de aquecimento gravitacional poderiam funcionar para planetas com órbitas alongadas. A constante mudança gravitacional da estrela hospedeira no planeta que a orbita poderia flexionar seu interior, possivelmente gerando calor o suficiente para provocar a expansão que vemos. Mas esse mecanismo não consegue explicar como alguns planetas com órbita circular - como o TrES-4, que é menos massivo do que Júpiter, mas 1,8 vezes mais "largo" - é tão grande.

Konstantin Batygin e David Stevenson, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena sugerem que a "misteriosa" energia poderia originar-se de um vento de partículas carregadas que circunda o planeta. A temperatura na atmosfera do "Júpiter quente" é alta o suficiente para bater um grande número de elétrons, como os átomos de sódio e potássio. Estes elétrons poderiam então ser "chicoteados" por ventos em torno do planeta e interagir com seu campo magnético, gerando uma corrente que pode se estender em profundidade no planeta, aquecendo o seu interior como o efeito de uma torradeira elétrica.

 

"O poder de que você está depositando ali pode ser suficiente para inflacionar o planeta", diz Adam Burrows, da Universidade de Princeton.

Burrows acrescenta que o modelo mais detalhado é necessário para determinar se as correntes geradas desta forma chegam longe o suficiente para que a inflação ocorra no planeta . "Essa energia pode "trabalhar" em alguns momentos, em alguns planetas."

Se a teoria for confirmada, ela poderia "matar dois passáros com uma única pedra", diz Burrows, porque um mecanismo semelhante poderia desempenhar um papel fundamental na manutenção da velocidade do vento da atmosfera de Júpiter e Saturno. Estes ventos podem ser conduzidos pelas variações de temperatura entre as regiões que recebem diferentes quantidades de luz solar ou pela agitação gerada pelo calor do próprio planeta. Mas outro processo é necessário para manter os ventos que se deslocam a velocidades constantes.

Mesmo que estes gigantes de gás liberem elétrons da mesma forma como nos Júpiters quentes, o calor mais profundo dentro do planeta pode retirar elétrons de hidrogênio e de outros elementos. A interação desses elétrons, com campo magnético de um planeta, como Batygin propôs para exoplanetas, poderão criar uma contra-força que ajuda a conter os ventos.

O teléscopio espacial James Webb da NASA, que será lançado em 2014, poderia ajudar a refinar o modelo, limitando a velocidade dos ventos nos exoplanetas inchados.

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• Créditos:

• Data: 
• 08/03/10

• Informação:
• New Scientist

• Tradução:
• Astrofísica Brasil

• Imagens:
• No topo: Ignacio González Tapia/NASA
• Diagrama: New Scientist

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Um pequeno telescópio vai muito longe

Astrônomos da Nasa conseguiram demonstrar que um telescópio pequeno como David pode enfrentar perguntas grandes como Golias no estudo de exoplanetas terrestres (planetas semelhantes à Terra em torno de outras estrelas). Seu trabalho, informado hoje na revista Nature, fornece uma nova ferramenta para observatórios em terra, prometendo acelerar a procura de moléculas orgânicas em planetas fora do sistema solar. Este pode ser um grande impulso para a astrobiologia.

Os cientistas encontraram uma nova técnica, utilizada com um telescópio (terrestre) relativamente pequeno para identificar moléculas orgânicas na atmosfera de um planeta do mesmo tamanho de Júpiter que está a quase 63 anos-luz de distância. A medição revelou detalhes da composição e das condições da atmosfera do exoplaneta, uma conquista sem precedentes de um observatório fico na Terra.

A surpreendente nova descoberta vem de um telescópio de 30 anos, 3 metros de diâmetro, que está entre  os 40 maiores telescópios terrestres - Telescópio Infravermelho Facility da NASA, em Mauna Kea, Havaí.

A nova técnica promete acelerar ainda mais o trabalho de estudar atmosferas planetárias, permitindo os estudos do solo; antes isto era possível apenas através de alguns telescópios espaciais de altíssimo desempenho. "Dadas as condições favoráveis de observação, este trabalho sugere que nós possamos ser capazes de detectar moléculas orgânicas na atmosfera de planetas terrestres com os instrumentos existentes", disse o autor Mark Swain, um astrônomo do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, em Pasadena, Califórnia. Isso pode permitir avanços rápidos e econômicos em estudos focados nas atmosferas dos exoplanetas, acelerando a nossa compreensão sobre eles..

Esta concepção artística mostra o sistema planetário chamado HD 189733, localizado a 63 anos-luz de distância.

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"O fato de ter usado um telescópio terrestre relativamente pequeno  é emocionante porque implica que os maiores telescópios no chão, usando esta técnica, podem ser capaz de caracterizar exoplanetas terrestres", disse Swain.

Atualmente, mais de 400 exoplanetas são conhecidos. A maioria deles são gasosos como Júpiter, mas alguns deles podem ser grandes planetas terrestres/rochosos; tanto que muitos cientistas os chamam de "super-Terras". Um planeta parecido com a Terra, ou seja, que tem o mesmo tamanho e a mesma distância de sua estrela, ainda não foi descoberto. A Missão Kepler da NASA está à procura deles agora e espera-se encontrar vários desses mundos até o final de seus três anos e meio de duração.

Em 11 de agosto de 2007, Swain e sua equipe apontaram o telescópio de infravermelho para um "Júpiter quente", classificado como HD 189733b. A cada 2,2 dias, o planeta orbita uma estrela do tipo K da seqüência principal - ligeiramente mais frio e menor do que o nosso sol. HD189733b já rendeu fantásticos avanços na ciência exoplanetária, incluindo detecção de vapor de água, metano e dióxido de carbono, usando telescópios espaciais. Usando a nova técnica, os astrônomos detectaram com sucesso o dióxido de carbono e metano na atmosfera do planeta.  O método foi utilizar um espectrógrafo, que divide a luz em seus componentes para revelar as assinaturas espectrais, distinguindo produtos químicos diferentes. Seu trabalho foi fundamental  para o desenvolvimento de um novo método de calibração, ajudando a eliminar erros de observação sistemática, causados pela variabilidade e instabilidade da atmosfera da Terra.

"Como conseqüência deste trabalho, temos agora a excitante perspectiva de que outros pequenos telescópios terrestres devidamente equipados devem ser capazes de caracterizar exoplanetas", disse John Rayner, um cientista de apoio do telescópio infravermelho Facility da NASA que construiu o espectrógrafo denominado "Spex", utilizado para estas medições. "Em alguns dias, não podemos nem mesmo ver o sol com o telescópio, e o fato impressionante é que em outros dias, podemos obter um espectro de um exoplaneta que está a 63 anos-luz"

Esta imagem nos informa sobre como os astrônomos medem as "assinaturas" espectrais de produtos químicos presentes na atmosfera de planetas que orbitam outras estrelas, chamados exoplanetas.

>> Clique aqui para ver a imagem amplificada.

No curso das suas observações, a equipe encontrou uma brilhante e inesperada emissão de infravermelho do metano que se destaca na face iluminada do HD189733b, indicando algum tipo de atividade na atmosfera do planeta. Swain disse que esta característica intrigante pode estar relacionado com o efeito da radiação ultravioleta da estrela do planeta-mãe ser absorvido pela atmosfera superior do planeta, mas um estudo mais detalhado é necessário. " "Esta característica indica as surpresas que nos esperam quando nós estudamos atmosferas de exoplanetas", acrescentou.

"Um objetivo imediato para a utilização desta técnica é a mais completa caracterização da atmosfera deste e de outros exoplanetas, incluindo a detecção de moléculas orgânicas e, possivelmente moléculas pré-bióticas (como aquelas que o precederam a evolução da vida na Terra)", disse Swain. "Estamos prontos para realizar essa tarefa." Algumas metas iniciais serão as super-Terras. Usado em sinergia com as observações do Hubble, da NASA, o Spitzer e o futuro James Webb Space Telescope, a nova técnica "nos dará uma maneira absolutamente brilhante para caracterizar super-Terras", disse Swain.

Outros autores são Pieter Deroo, Gautam Vasisht e Pin Chen do JPL; Caitlin A. Griffith, da Universidade do Arizona, em Tucson, Giovanna Tinetti, do University College de Londres, Ian J. Crossfield da UCLA; Azam Thatte do Instituto de Tecnologia da Geórgia, Atlanta ; Jeroen Bouwman, Cristina Afonso e Thomas Henning do Instituto Max-Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha; e Daniel Angerhausen do alemão SOFIA Institute, Stuttgart, Alemanha.

O trabalho foi realizado com financiamento do Instituto da NASA de Ciência Espacial em Washington, DC. O telescópio infravermelho Facility da NASA é gerido pela Universidade do Havaí, do Instituto de Astronomia. JPL é gerida pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia para a NASA.

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Créditos:

Informação: NASA

Imagens:
No topo, telescópio infravermelho Facility da NASA, Copyright Ernie Mastroianni.
Concepções artísticas pelo JPL-Caltech / NASA

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Kepler encontra cinco novos exoplanetas

(Astronomia.cc)

 

A lista de exoplanetas conhecidos na nossa galáxia acabou de crescer, graças às primeiras observações do telescópio espacial Kepler da NASA, que encontrou cinco novos planetas leves orbitando estrelas distantes.

“Eu gostaria de anunciar hoje a descoberta de cinco exoplanetas pelo Kepler,” disse William Borucki, diretor científico do Kepler, no 215º encontro da Sociedade Astronômica Americana.

A sonda Kepler, cuja missão é encontrar exoplanetas parecidos com a Terra, também encontrou um objeto estranho orbitando uma estrela e está medindo os tremores que correm pela superfície da estrela.

Os cinco planetas recém-encontrados são bem maiores que os corpos que o Kepler foi projetado para encontrar. Um deles mostrou ser do tamanho de Netuno, e os outros quatro são maiores do que Júpiter.

Todos os cinco planetas orbitam muito perto das suas estrelas, com períodos orbitais de cerca de três ou quatro dias, e portanto são muito quentes. Suas temperaturas estão acima de lava; até ferro derreteria em suas superfícies.

Enquanto o planeta do tamanho de Netuno, chamado de Kepler 4b, tem a densidade dos gigantes de gelo do nosso sistema solar (portanto provavelmente tem uma abundância de elementos mais pesados do que hidrogênio e hélio), um dos outros novos planetas, Kepler 7b, tem uma das menores densidades de qualquer planeta já descoberto, disse Borucki.

A sua densidade é menor do que a da água, e é “a mesma do isopor,” disse Borucki, providenciando um mistério aos astrônomos para solucionarem a estrutura destes leves planetas.

Enquanto estes planetas não são do tipo que cientistas esperam que o Kepler irá encontrar, as observações que o telescópio fez até agora mostraram que “nós temos a sensitividade para procurar planetas do tamanho da Terra,” disse Borucki.





Kepler, lançado no dia 6 de Março de 2009, procura por quedas no brilho de estrelas que indicam que um planeta está transitando na frente da estrela (da perspectiva da Terra).

O Kepler também observa a ocultação de planetas, ou a queda do brilho quando o planeta se move atrás de sua estrela. O telescópio também realizou uma estranha observação de um sistema onde o brilho do corpo que orbita a estrela cai mais durante a ocultação do que durante seu trânsito, o que sugere que ele é bem mais quente do que a sua estrela – certamente uma situação estranha para um sistema planeta-estrela. O corpo poderia ser uma pequena e relativamente fria anã branca, mas seu tamanho é grande demais para a maioria das anãs brancas.

“Nós ainda não temos certeza do que estamos vendo aqui,” disse Borucki.

O Kepler monitorou várias estrelas parecidas com o Sol para ver se elas são calmas o suficiente para tanto permitir vida em algum de seus planetas e permitir que astrônomos os detectem. As observações do telescópio mostram que vários gêmeos estelares tem aproximadamente o mesmo nível de atividade do Sol, ou são mais calmos.

“É uma boa notícia para a exobiologia,” disse Natalie Batalha, membro da equipe do Kepler, já que isto significa que estas estrelas não esfregam a superfície de seus planetas, providenciando um local em potencial para a vida se formar. Poucas flutuações no brilho dessas estrelas também torna mais fácil para os astrônomos detectarem planetas – particularmente aqueles que são do tamanho da Terra e na chamada zona habitável da estrela, a distância de órbita onde água poderia permanecer líquida na superfície do planeta.

O Kepler também mostrou sua habilidade de medir as oscilações que ocorrem na superfície de uma estrela, que causam vibrações e variações no seu brilho. Estudando esta sismologia estelar pode ajudar os cientistas a entenderem melhor a idade e estrutura das estrelas. Os dados do Kepler para uma estrela em particular determinaram o seu diâmetro, e diminuíram a margem de erro deste diâmetro de 10% para menos de 1%.

Os resultados anunciados na reunião vieram apenas dos primeiros 43 dias de observações do Kepler; cientistas ainda tem mais de oito meses de dados para estudar, disse Borucki.

Planeta em órbita retrógrada é descoberto

Planetas conhecidos orbitam estrelas na mesma direção que ela gira. Todos. Exceto um.

Um planeta recém-descoberto orbita para o lado errado, para trás se comparado com a rotação de sua estrela. A equipe que o descobriu acredita que uma ‘quase colisão’ pode ter criado a órbita retrógrada.

A estrela e seu planeta, chamado de WASP-17, estão a certa de 1.000 anos-luz de distância. O sistema foi encontrado pelo projeto “Busca por Planetas em Grande Área (Wide Area Search for Planets – WASP)” do Reino Unido em colaboração com o Observatório de Genebra. A descoberta foi anunciada hoje, mas ainda não foi publicada em um jornal.

“Eu devo dizer que esse é um dos planetas mais estranhos que conhecemos,” diz Sara Seager, uma astrofísica do MIT que não esteve envolvida na descoberta.

Uma estrela se forma quando uma nuvem de gás e poeira entra em colapso. Todo o movimento que a nuvem tem é intensificado quando ela condensa, determinando a direção da rotação da estrela. Sabemos que planetas se formam no disco de gás e poeira que restou de uma estrela recém-nascida, então qualquer que seja a direção para onde esse material se move, que é a direção da rotação da estrela, será a direção da órbita de um planeta.

WASP-17 provavelmente teve um encontro com algum planeta maior, e a interação gravitacional agiu como um estilingue para colocar WASP-17 na sua órbita estranha, acreditam os astrônomos.