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Exoplaneta superquente com céu de titânio

Com informações do ESO -  27/09/2017

Esta concepção artística mostra o exoplaneta WASP-19b, em cuja atmosfera astrônomos detectaram pela primeira vez óxido de titânio.[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Titânio na atmosfera

Astrônomos detectaram pela primeira vez óxido de titânio na atmosfera de um exoplaneta.

A descoberta foi feita em torno do planeta do tipo júpiter quente chamado WASP-19b.

Elyar Sedaghati e seus colegas conseguiram analisar a composição química, a temperatura e a pressão na atmosfera deste mundo quente e incomum usando o instrumento FORS2 (sigla do inglês FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph), um espectrógrafo montado no telescópio VLT, que trabalha na região de comprimentos de onda do visível e ultravioleta próximo.

O óxido de titânio é um elemento raro na Terra, mas já se sabia que ele existe na atmosfera de estrelas frias.

Se estiverem presentes em grandes quantidades, estas moléculas impedem o calor de entrar ou escapar da atmosfera, levando a uma inversão térmica - a temperatura apresenta-se mais elevada na atmosfera superior e mais baixa na inferior, ou seja, o contrário do que acontece numa situação normal. O ozônio desempenha um papel semelhante na atmosfera terrestre, causando uma inversão na estratosfera.

Ou seja, na atmosfera de um planeta quente como o WASP-19b, o óxido de titânio atua como um absorvedor de calor.

Com observações do WASP-19b durante um período de mais de um ano, e comparando-as aos modelos atmosféricos, os astrônomos puderam extrapolar diferentes propriedades, tais como o conteúdo químico da atmosfera do exoplaneta.

Esta nova informação sobre a presença de óxidos metálicos permitirá uma melhor modelagem das atmosferas dos exoplanetas. No futuro, quando for possível observar as atmosferas de planetas possivelmente habitáveis, estes modelos melhorados darão uma ideia mais precisa de como interpretar as observações.

Em quantidades suficientemente elevadas, o óxido de titânio pode impedir o calor de entrar ou escapar de uma atmosfera, levando a uma inversão térmica - a temperatura apresenta-se mais elevada na atmosfera superior e mais baixa na inferior, ou seja, o contrário do que acontece numa situação normal. [Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Titânio, água e sódio

O exoplaneta WASP-19b tem aproximadamente a mesma massa de Júpiter, mas está tão perto da sua estrela hospedeira que completa uma órbita em apenas 19 horas. Estima-se que sua atmosfera tenha uma temperatura de cerca de 2.000 graus Celsius.

Quando o WASP-19b passa em frente da sua estrela hospedeira, parte da luz estelar atravessa a atmosfera do planeta, deixando assinaturas sutis na luz que chega à Terra. Usando o espectrógrafo, a equipe conseguiu analisar cuidadosamente esta luz e deduzir que a atmosfera contém pequenas quantidades de óxido de titânio, água e vestígios de sódio, além de uma forte neblina global de dispersão.

"A detecção de tais moléculas não é fácil," explicou Sedaghati. "Além de dados de qualidade excepcional, precisamos ainda realizar uma análise muito sofisticada. Usamos um algoritmo que explora muitos milhões de espectros, que cobrem uma grande variedade de composições químicas, temperaturas e propriedades de nuvens ou neblinas, de modo a tirar as nossas conclusões."

Bibliografia:

Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter
Elyar Sedaghati, Henri M. J. Boffin, Ryan J. MacDonald, Siddharth Gandhi, Nikku Madhusudhan, Neale P. Gibson, Mahmoudreza Oshagh, Antonio Claret, Heike Rauer
Nature
Vol.: 549, 238-241
DOI: 10.1038/nature23651