[ad_1]
Um planeta localizado a 950 anos-luz da Terra está perdendo explosivamente sua atmosfera e criando uma cauda que é cerca de 18 vezes o tamanho de Júpiter no processo. Isto torna a cauda gasosa uma das maiores estruturas planetárias vistas fora do sistema solar.
O planeta extra-solar, ou exoplaneta, conhecido como HAT-P-32 b tem uma massa em torno de 68% da massa de Júpiter, mas é duas vezes mais largo que o maior planeta do sistema solar. O HAT-P-32 existe a apenas 5,2 milhões de quilómetros da sua estrela-mãe, ou cerca de 3% da distância entre a Terra e o Sol, e completa uma órbita a cada 2,2 dias. Esta proximidade significa que o gigante gasoso é queimado pela radiação da sua estrela-mãe, classificando HAT-P-32 b como um planeta “Júpiter quente”.
Os astrônomos monitoraram a cauda de gás do HAT-P-32 b criada a partir do hélio fluindo de sua atmosfera com telescópios da Terra, incluindo o Telescópio Hobby-Eberly da Universidade do Texas no Observatório McDonald de Austin. “Monitoramos este planeta e a estrela hospedeira com espectroscopia de longas séries temporais, observações feitas da estrela e do planeta durante algumas noites”, disse o principal autor da pesquisa e pós-doutorado do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, Zhoujian Zhang. em um comunicado. “E o que descobrimos é que existe uma gigantesca cauda de gás hélio que está associada ao planeta. A cauda é grande – cerca de 53 vezes o raio do planeta – formada por gás que escapa do planeta.”
Ao aprender mais sobre como este Júpiter quente está a perder a sua atmosfera, uma equipa de investigadores espera construir uma imagem melhor da evolução planetária. Isto poderia ajudar a resolver a intrigante ausência de um tipo planetário específico no catálogo de exoplanetas.
Relacionado: O novo exoplaneta ‘quente Júpiter’ tem uma órbita estranha e outro planeta pode ser o culpado
Usando um Júpiter quente para investigar o “deserto quente de Netuniano”
Desde que os primeiros planetas fora do sistema solar foram descobertos na década de 1990, os caçadores de exoplanetas encontraram mais de 5.000 mundos orbitando estrelas distantes, e estes vêm em uma variedade de formas, massas e características. No entanto, permanece uma lacuna intrigante no nosso catálogo de exoplanetas.
Os astrónomos descobriram uma vasta gama de grandes planetas do tamanho de Júpiter orbitando perto das suas estrelas e menos, mas ainda um número considerável de pequenos mundos do tamanho da Terra próximos dos seus pais estelares.
O que parece estar faltando, no entanto, são planetas de tamanho intermediário orbitando perto de suas estrelas-mãe. Os astrônomos referem-se a esses planetas como “Netunos quentes”, em homenagem ao gigante gelado do sistema solar de tamanho semelhante e, portanto, a ausência desses mundos é chamada de “deserto netuniano quente”.
Uma das possíveis explicações para esta ausência é que os planetas próximos das suas estrelas estão a ser despojados da sua atmosfera e, portanto, a perder massa.
“Se conseguirmos capturar planetas em processo de perda de atmosfera, então poderemos estudar a rapidez com que o planeta está a perder massa e quais são os mecanismos que fazem com que a sua atmosfera escape do planeta”, explicou Zhang. “É bom ter alguns exemplos para ver, como o processo HAT-P-32 b em ação.”
A equipa estudou o HAT-P-32 b, que foi descoberto em 2011, observando a luz proveniente da sua estrela-mãe, que tem aproximadamente o mesmo tamanho do Sol e é ligeiramente mais quente que a nossa estrela. Quando o quente Júpiter passa na frente da estrela, a luz estelar é filtrada pela atmosfera do planeta.
Como os elementos químicos absorvem luz em frequências específicas, os astrónomos podem comparar a luz estelar que foi filtrada através da atmosfera com a luz estelar que não o foi, ajudando-os a determinar a composição química da atmosfera do planeta. A busca por essas lacunas de absorção é chamada de “espectroscopia de transmissão”.
A realização de espectroscopia de transmissão para HAT-P-32 b revelou linhas profundas de absorção de hélio na luz das estrelas quando o planeta transitou pela estrela.
“A absorção de hélio é mais forte do que esperamos da atmosfera estelar. Este excesso de absorção de hélio deve ser causado pela atmosfera do planeta”, disse Zhang. “Quando o planeta está em trânsito, a sua atmosfera é tão grande que bloqueia parte da atmosfera que absorve a linha de hélio, e isso provoca esta absorção excessiva. Foi assim que descobrimos que o HAT-P-32 b é um planeta interessante.”
Mas, para entender melhor, eles criaram uma simulação 3D deste Júpiter quente usando o supercomputador Stampede2 do Texas Advanced Computing Center (TACC). E a modelagem computacional do planeta revelou que ele era ainda mais interessante do que essas observações sugeriam.
As simulações computacionais desenvolvidas pelo pesquisador Morgan MacLeod, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, Instituto de Teoria e Computação, e seus colegas modelaram a interação entre a saída de gás do planeta e os ventos estelares de sua estrela-mãe.
Isto mostrou que o fluxo planetário estava ao mesmo tempo seguindo e liderando o HAT-P-32 b em seu caminho orbital.
A equipa também conseguiu calcular a taxa de perda de massa do planeta, descobrindo que seriam necessários 40 mil milhões de anos para que o HAT-P-32 b perdesse completamente a sua atmosfera. Contudo, é pouco provável que o planeta sobreviva tanto tempo; Estrelas do tipo F, como a estrela hospedeira do planeta HAT-P-32 A, têm uma vida útil de apenas 2 a 4 mil milhões de anos, após os quais esgotam o hidrogénio nos seus núcleos usado para a fusão nuclear.
Isso faz com que o núcleo da estrela entre em colapso e as camadas externas onde a fusão nuclear ainda está em andamento aumentem. Isto aumenta o raio da estrela em até cem vezes, resultando na criação de uma gigante vermelha. Quando o HAT-P-32 A passa por este processo, o exoplaneta está tão próximo dele que é provável que ele e a sua atmosfera restante sejam engolfados.
No futuro, a equipe pretende estudar outros planetas semelhantes ao HAT-P-32 b para observar a sua evolução. Além disso, os pesquisadores por trás do modelo do supercomputador irão agora desenvolver outras simulações sofisticadas para a dinâmica de exoplanetas.
Isto poderia fornecer simulações que podem modelar outros efeitos, como a mistura de gases gasosos em atmosferas planetárias e até mesmo como os ventos se movem através de atmosferas de planetas a centenas ou mesmo milhares de anos-luz da Terra, muito longe para que esses efeitos possam ser observados com os telescópios atuais. .
“Agora é a hora de ter supercomputadores com poder computacional para fazer isso acontecer”, concluiu Zhang. “Precisamos que os computadores façam previsões reais com base em avanços recentes na teoria e expliquem os dados. Os supercomputadores fazem a ponte entre o modelo e os dados.”
A pesquisa da equipe é publicada na revista Science Advances.
[ad_2]
Source
THE NAIS IS OFFICIAL EDITOR ON NAIS NEWS