Telescópio HET detecta atmosfera de exoplaneta

2007-12-07

Em cima: A linha a tracejado mostra a órbita do planeta à volta da estrela HD189733. O planeta orbita a estrela uma vez em dada 2,2 dias terrestres, atravessando o disco da estrela bem abaixo do seu equador. Os pequenos círculos indicam a localização do planeta nas mais de 200 observações do HET realizadas pelos investigadores ao longo de um ano terrestre. Os círculos vermelhos mostram as observações quando o planeta estava em trânsito. Em baixo: Espectro da atmosfera do exoplaneta HD189733b onde se detecta a bem conhecida assinatura do sódio. Crédito: S. Redfield/T. Jones/McDonald Obs.
Uma equipa de investigadores da Universidade do Texas em Austin (EUA) utilizou o telescópio Hobby-Eberly Telescope (HET), do Observatório McDonald, para realizar a primeira detecção na Terra da atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
de um planeta
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
fora do nosso Sistema Solar
Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por todos os objectos que lhe estão gravitacionalmente ligados: planetas e suas luas, asteróides, cometas, material interplanetário.
.

O planeta estudado orbita HD189733, uma estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
a cerca de 63 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
, na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
da Pequena Raposa (Vulpecula), e é designado por HD189733b. Tem cerca de 20% mais massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
que Júpiter
Júpiter
Júpiter é o quinto planeta mais próximo do Sol. Com um diâmetro cerca de 11 vezes maior do que a Terra e uma massa mais de 300 vezes superior, é o maior planeta do Sistema Solar e o primeiro dos planetas gigantes gasosos.
e orbita muito próxima da sua estrela - cerca de 10 vezes mais próximo que Mercúrio
Mercúrio
Mercúrio é o planeta mais próximo do Sol. É o mais pequeno dos planetas rochosos, com um diâmetro cerca de 40% menor do que o da Terra.
do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
.

A partir da Terra, a linha de visão permite detectar o planeta em trânsito
trânsito
Designa-se por trânsito a passagem de um objecto astronómico à frente do disco de um objecto maior e mais longínquo. Por exemplo, o trânsito de Vénus diante do Sol.
, ou seja, podemos observar o planeta a passar directamente à frente da estrela em cada órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
. Utilizando o telescópio HET e o seu espectrógrafo de alta-resolução, os investigadores obtiveram espectros da luz da estrela quando o planeta está à frente e quando não está, para 11 trânsitos ao longo de um ano. A divisão de um espectro pelo outro permite obter o espectro de transmissão do planeta, e por conseguinte, a composição química da sua atmosfera.

Embora a técnica seja bastante directa, estas observações são extremamente difíceis. Até agora, a atmosfera de um exoplaneta
planeta extra-solar
Um planeta extra-solar é um planeta que não orbita o nosso Sol.
só tinha sido detectada uma vez, através de observações com o espectrógrafo STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) do Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
. Infelizmente este instrumento está inoperável.

A luz bloqueada pelo planeta em trânsito é apenas 2,5% da luz total da estrela, e a atmosfera do planeta bloqueia mais 0,3%. Se um planeta não tiver atmosfera, a luz bloqueada no trânsito é sempre a mesma, em qualquer comprimento de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
. Mas se o planeta tem atmosfera, os gases desta absorvem luz em determinados comprimentos de onda. Isto faz com que o planeta pareça maior nesses comprimentos de onda.

O estudo do trânsito de HD189733b num determinado comprimento de onda correspondente a uma transição de sódio mostrou que o planeta aparenta ser 6% maior que nos outros comprimentos de onda. A detecção de sódio foi possível porque este elemento existe em abundância na atmosfera do exoplaneta e porque a transição atómica estudada é forte e o seu comprimento de onda está no intervalo de comprimentos de onda do visível
radiação visível
A radiação visível é a região do espectro electromagnético que os nossos olhos detectam, compreendida entre os comprimentos de onda de 350 e 700 nm (frequências entre 4,3 e 7,5x1014Hz). Os nossos olhos distinguem luz visível de frequências diferentes, desde a luz violeta (radiação com comprimentos de onda ~ 400 nm), até à luz vermelha (com comprimentos de onda ~ 700 nm), passando pelo azul, anil, verde, amarelo e laranja.
que se pode observar a partir da Terra.

Os investigadores analisaram centenas de observações obtidas ao longo de um ano. Tiveram ainda de remover dos espectros a contaminação da atmosfera terrestre
atmosfera terrestre
A atmosfera terrestre é composta por um conjunto de camadas gasosas que envolvem a Terra. Estas camadas são designadas por Troposfera (da superfície da Terra até cerca de 10 km de altitude), Estratosfera (10 - 50 km), Mesosfera (50 - 100 km), Termosfera (100 - 400 km) e Exosfera (acima dos 400 km).
. Mas os resultados foram extremamente convincentes, e o espectro de transmissão de HD189733b tem resolução maior que o obtido anteriormente pelo Hubble, para outra estrela.

A equipa já planeia estender o seu estudo a mais planetas para os quais se podem observar trânsitos, assim como tentar detectar outros constituintes atómicos e moleculares, como o potássio e o hidrogénio. O campo de estudo dos exoplanetas evolui muito rapidamente, já estando num ponto em que é possível começar a estudar a composição de atmosfera de Júpiteres quentes. Um passo importante será a detecção de oxigénio e vapor de água - moléculas
molécula
Uma molécula é a unidade mais pequena de um composto químico, sendo constituída por um ou mais átomos, ligados entre si pelas interacções dos seus electrões.
essenciais para a vida - em planetas mais propícios à vida do que HD189733b.

Fonte da notícia: http://mcdonaldobservatory.org/news/releases/2007/1205.html