O exoplaneta 55 Cancri E tem provavelmente uma atmosfera (e fluxos de lava à superfície)

NASA / JPL - Caltech

Impressão de artista da superterra 55 Cancri e e da sua estrela hospedeira. O exoplaneta tem provavelmente uma atmosfera mais espessa que a da Terra mas com ingredientes parecidos.

Com o dobro do tamanho da Terra, pensa-se que a superterra 55 Cancri E tenha fluxos de lava à superfície. O planeta está tão perto da sua estrela, que o mesmo lado está sempre orientado para a estrela. Por isso, o exoplaneta tem um lado permanentemente diurno e um lado permanentemente noturno.

Com base num estudo de 2016 usando dados do Telescópio Espacial Spitzer da NASA, os cientistas especularam que a lava flui livremente em lagos no lado iluminado e torna-se dura na face em escuridão perpétua. A lava na face diurna refletiria a radiação da estrela, contribuindo para a temperatura geral observada do planeta.

Agora, uma análise mais profunda dos mesmos dados do Spitzer descobriu que este planeta provavelmente tem uma atmosfera cujos ingredientes podem ser semelhantes aos da atmosfera da Terra, mas mais espessa. De acordo com os cientistas, os lagos de lava diretamente expostos ao espaço sem uma atmosfera criariam pontos quentes de altas temperaturas, portanto não são a melhor explicação para as observações do Spitzer.

“Se houver lava neste planeta, cobrirá toda a superfície provavelmente”, explica Renyu Hu, astrónomos do JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia, coautor do estudo publicado na revista The Astronomical Journal. “Mas a lava ficaria escondida da nossa vista pela atmosfera espessa“.

Usando um modelo melhorado de como a energia podia fluir em todo o planeta e irradiar de volta para o espaço, os investigadores acham que o lado noturno do planeta não é tão frio como se pensava anteriormente. O lado “frio” é bastante quente, de acordo com os padrões terrestres, com uma média que ronda os 1300-1400 graus Celsius, e o lado quente tem em média 2300ºC. A diferença entre os lados quente e frio precisaria ser mais extrema caso não houvesse atmosfera.

“Os cientistas têm debatido se este planeta tem uma atmosfera como a da Terra e Vénus, ou apenas um núcleo rochoso sem atmosfera, como Mercúrio. O caso para uma atmosfera agora é mais forte do que nunca,” comenta Hu.

Os investigadores dizem que a atmosfera deste misterioso planeta pode conter azoto, água e até oxigénio – moléculas também encontradas na nossa atmosfera – mas com temperaturas muito mais elevadas. A densidade do planeta é também semelhante à da Terra, sugerindo que é igualmente rochoso. No entanto, o calor intenso da estrela-mãe será demasiado para suportar vida e não consegue manter a água no estado líquido.

Hu desenvolveu um método para estudar as atmosferas e superfícies dos exoplanetas, e anteriormente apenas o tinha aplicado aos planetas borbulhantes e gigantes chamados Júpiteres quentes.

Isabel Angelo, autora principal do estudo, da Universidade da Califórnia, Berkeley, trabalhou no estudo como parte do seu estágio no JPL e adaptou o modelo de Hu a 55 Cancri E.

Num seminário, ouviu falar de 55 Cancri E como um planeta potencialmente rico em carbono, com temperaturas e pressões tão altas que o seu interior podia conter um diamante gigante.

“É um exoplaneta cuja natureza é bastante contestada, o que eu considero excitante”, comenta Angelo.

O Spitzer observou 55 Cancri E entre 15 e junho e 15 de julho de 2013, usando uma câmara especialmente construída para observar radiação infravermelha, que é invisível aos olhos humanos. A radiação infravermelha é um indicador de energia térmica. Ao comparar as mudanças no brilho observado pelo Spitzer com os modelos de fluxo energético, os cientistas perceberam que uma atmosfera com materiais voláteis podia explicar melhor as temperaturas.

Existem muitas perguntas em aberto sobre 55 Cancri E, especialmente: porque é que a atmosfera não foi removida do planeta, tendo em conta o perigoso ambiente de radiação da estrela?

“A compreensão deste planeta ajudar-nos-á a resolver questões maiores sobre a evolução dos planetas rochosos”, conclui Hu.

// CCVAlg

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