Astronomia ruim | O exoplaneta TOI-1452b é um mundo aquático da super-Terra

Astronomia ruim |  O exoplaneta TOI-1452b é um mundo aquático da super-Terra

Um exoplaneta próximo recém-descoberto ficou interessante mesmo: Não é apenas um tipo relativamente raro de super-Terra, mas também pode ser um mundo aquático, coberto por um oceano profundo!

pode ser. Mas outras observações, inclusive com o JWST, podem responder a muitas perguntas.

O planeta é chamado TOI-1452borbitando a estrela TOI-1452. “TOI” significa Objeto de Interesse da TESS; que por sua vez significa uma estrela observada pelo TESS – o Transiting Exoplanet Survey Satellite – que pode ter um planeta. TESS estrelas em centenas de milhares de estrelas durante muitos dias procurando exoplanetas, mundos alienígenas orbitando essas estrelas. Se a órbita de um planeta for vista de lado, uma vez por órbita ele bloqueia uma fração da luz de sua estrela hospedeira quando passa diretamente na frente dele – um evento chamado transito. Se soubermos o tamanho da estrela, então o tamanho do planeta pode ser medido pela profundidade do mergulho.

TOI-1452 é uma anã vermelha tipo M, uma estrela com cerca de ¼ da massa e do raio do Sol. É muito mais frio que o Sol e Muito de mais fraco, emitindo apenas 0,007 vezes mais luz do que o Sol. Ele também tem o que parece ter um companheiro binário, outra anã vermelha muito semelhante a cerca de 15 bilhões de quilômetros de distância – três vezes mais longe do que a distância de Netuno do Sol.

A partir das observações do TESS, o exoplaneta TOI-1452b tem cerca de 1,67 vezes o diâmetro da Terra, portanto, pouco mais de 21.000 km de largura [link to paper]. Isso é interessante imediatamente. Planetas com cerca de duas vezes o diâmetro da Terra são chamados de super-Terras e têm uma chance de serem semelhantes ao nosso próprio mundo. Se eles ficam um pouco maiores, porém, eles tendem a ter atmosferas muito mais espessas, mais parecidas com Netuno, então aqueles de 2 a 4 vezes o diâmetro da Terra são chamados de mini-Netunos.

Estes são os tipos mais comuns de planetas vistos orbitando outras estrelas. No entanto, há uma queda na distribuição entre cerca de 1,5 e 2 vezes o diâmetro da Terra, com menos planetas nessa faixa do que você esperaria. Uma razão pode ser que eles começaram com mais massa, mas chegaram tão perto de suas estrelas que o calor e a luz dissiparam grande parte da atmosfera, ou que seus núcleos são tão quentes depois de formados que o calor interior infla a atmosfera, e grande parte do é perdido no espaço. Existem outras maneiras de um planeta perder sua atmosfera, mas precisamos encontrar muito mais nesse “vale” para entender os mecanismos. Sempre que um como o TOI-1452b é encontrado, ajuda.

O planeta orbita sua estrela a cada 11,1 dias, então seu ano é muito mais curto que o nosso, apenas uma semana e meia. Dada a massa da estrela, isso significa que ela orbita cerca de 9 milhões de km da estrela, 1/16º A distância orbital da Terra ao Sol. Mas lembre-se, a estrela é fraca; no final, o planeta recebe cerca de 1,8 vezes mais luz de sua estrela do que nós do Sol. Para suposições razoáveis, tem uma temperatura entre 25 e 50°C (cerca de 80 – 130°F). Mais quente que a Terra, mas não tão descontroladamente.

Isso fica interessante quando a massa é medida. À medida que o planeta orbita a estrela, sua gravidade o puxa, então a estrela faz um pequeno círculo enquanto o planeta faz um grande.. A velocidade da estrela à medida que se move pode ser medida, o que fornece a massa do planeta: 4,8 ± 1,3 vezes a massa da Terra.

Isso é muito, mas o planeta também é maior que a Terra. Acontece que a densidade média do planeta é aproximadamente a mesma da Terra, 5,6 gramas por centímetro cúbico – ou 5,6 vezes a densidade da água. Isso nos diz, por exemplo, que não é um gigante gasoso como Saturno ou Júpiter, que têm uma densidade média mais próxima de 1.

Usando modelos sofisticados de composições e estruturas planetárias baseadas em parte na abundância de elementos vistos na estrela hospedeira, os astrônomos descobriram que o planeta provavelmente tem um pequeno núcleo metálico com uma espessa camada de material rochoso acima dele. Mas os melhores ajustes para os dados indicam uma alta fração de água no planeta, chocantes 22% em massa (mais ou menos 21/13%). A fração de água da Terra em massa é muito, muito menor que 1%, então, se esses modelos derem certo, este planeta é em grande parte água.

E dada a sua temperatura, isso seria água líquida. Então pode ser em um mundo oceânico. Também dada a sua temperatura, um abafado.

Para ser justo, outro modelo indicava que poderia ser mais parecido com a Terra, com muito menos água, mas com uma atmosfera de hidrogênio e hélio.

Há uma maneira de descobrir: observe-o com JWST. Durante um trânsito, parte da luz da estrela passará pela atmosfera a caminho de nós, e diferentes moléculas no ar absorverão diferentes comprimentos de onda de luz, permitindo que sejam identificadas – isso foi feito recentemente com o planeta WASP39b, mostrando dióxido de carbono em sua atmosfera. A água é um ótimo absorvente, especialmente no infravermelho, onde o JWST vê. A estrela também é brilhante no infravermelho, então isso nem seria uma observação tão difícil. Se uma forte absorção de água for vista – ou não vista – isso esclareceria o caráter deste planeta rapidamente.

Então não ligue Kevin Costner agora mesmo.

Acrescento que as anãs vermelhas são os tipos mais comuns de estrelas na galáxia e são muito boas em fazer planetas do tamanho da Terra. O sistema TRAPPIST-1 tem sete! Os planetas ao redor dessas estrelas de lâmpadas fracas podem superar em número todos os outros planetas no céu, então entender como eles são é um dos maiores objetivos da ciência dos exoplanetas. As observações de acompanhamento do TOI-1452b serão, esperamos, uma prioridade.

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