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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GPS Galático pode ser capaz de detectar ondas gravitacionais

Astrônomos descobriram 17 pulsares de milisegundos em nossa galáxia, estudando desconhecidas fontes de alta energia detectadas pelo Fermi, Telescópio Espacial de raios-gama da NASA. Estes corpos celestes poderiam ser "GPS galácticos", utilizados para detectar ondas gravitacionais que passam perto da Terra.

Pulsares de milisegundos são os relógios de longo prazo mais precisos da natureza e possuem a mesma estabilidade que os seus relógios rivais, os relógios atômicos construídos pelos homens. Uma monitorização precisa de mudanças de tempo em  todos estes pulsares  poderiam permitir que a primeira detecção direta de ondas gravitacionais - uma conseqüência muito procurada da teoria da relatividade de Einstein - ocorra.

"O Sistema de Posicionamento Global (GPS) usa o tempo de demora entre relógios de satélites para determinar onde você está na Terra", explicou Scott Ransom do Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virgínia. "Da mesma forma, acompanhando as mudanças de tempo de vários pulsares de milisegundos espalhados por todo o céu, poderemos ser capazes de detectar a passagem de ondas gravitacionais. "

Um pulsar gira incrivelmente rápido e são altamente magnetizados pelo seu núcleo. Eles são o "resto" de uma explosão de uma estrela maciça. Por causa de seus poderes de rotação, de intensa emissão de raios-gama, de rádio e de partículas carregadas, eles ficam cada vez mais lentos à medida que envelhecem. Mas isso pode mudar se um pulsar em envelhecimento for membro de um sistema binário contendo uma estrela normal. O fluxo de gás da estrela pode girar o pulsar até centenas de rotações por segundo e permitir que ele retome o seu farol de radiação.

O mais antigo pulsar gira centenas de vezes por segundo - mais rápido que um liquidificador da cozinha. Estes pulsares de milisegundos foram rejuvenescidos por incorporar matéria de uma estrela companheira, como no processo explicado acima.


Os círculos coloridos na imagem a esquerda indicam as posições dos novos pulsares catalogados na carta celeste de Fermi de um ano todo.

>> Clique aqui para ver a imagem amplificada.

Astrônomos descobrim o primeiro pulsar de milissegundos há 28 anos atrás", disse Paul Ray do Laboratório de Pesquisa Naval, em Washington. "Encontrá-los com exames de rádio em todo céu requer tempo e esforço, e encontramos um total de cerca de 60 no disco da galáxia desde então. Fermi nos aponta para objectivos específicos. É como ter um mapa do tesouro."

As fontes de Fermi detectadas não são associadas a qualquer objeto emissor de raios-gama conhecidos e que não mostram evidências de comportamento pulsante. No entanto, os cientistas consideraram provável que muitas destas fontes não identificadas poderiam ser pulsares.

Para um olhar mais detalhado em comprimentos de onda de rádio, Ray construiu o Consórcio de Busca de Pulsares pelo Fermi e recrutou muitos astrônomos de rádio com experiência no uso dos cinco maiores radio-telescópios do mundo - o National Radio Astronomy Observatory, o telescópio Robert C. Byrd Green Bank em W.Va., o Observatório Parkes, na Austrália, o Nancay Rádio Telescópio na França, o Effelsberg Rádio Telescópio na Alemanha e no telescópio de Arecibo, em Porto Rico.

Depois de estudar cerca de 100 alvos, e com uma intensiva análise de dados de computação ainda em curso, o número de descobertas aumentou consideravelmente.

"Outras pesquisas levaram uma década para descobrir que muitos destes pulsares são como os que temos", disse Ransom, que liderou um dos grupos da descoberta. "É uma vantagem enorme o Fermi nos dizer para onde olhar".

Quatro dos novos objetos são "Viúvas negras", assim chamados porque a radiação do pulsar está destruindo a estrela companheira que ajudou a rejuvenescê-lo.

"A massa de algumas destas estrelas estão sendo reduzidas a dezenas de massas de Jupíter", disse Ray.  "Dobramos o número conhecido destes sistemas no disco da galáxia, que nos ajudará a entender melhor como elas evoluem."

O Telescópio Espacial Fermi de Raios-Gama da NASA é uma parceria de astrofísica e física das partículas, desenvolvida em colaboração com o Departamento de Energia, juntamente com importantes contribuições de instituições acadêmicas e parceiros em França, Alemanha, Itália, Japão, Suécia e os E.U.A. A Nacional Radio Astronomy Observatory é uma gentileza do National Science Foundation e é operado sob um acordo cooperativo pela Associated Universities, Inc.
 

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Créditos: 

• Data:
• 27/02/10

• Informação: 
• NASA

• Imagens: 
• No topo, Concepção artística de pulsares, clique aqui para assitir uma animação. 
• Carta Celeste de Fermi: Créditos de NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

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