Pela primeira vez, a atmosfera da super-Terra foi analisada - mas não faz planos de férias para visitá-la. O planeta está muito próximo de sua estrela (sujeito a uma temperatura de 3600 graus Fahrenheit ou 2000 Celsius) e tem uma atmosfera composta principalmente de hidrogênio e hélio, como planetas gigantes gasosos.
Hidrogênio e hélio são os elementos básicos dos jovens sistemas solares, pois são os elementos que compõem as estrelas jovens. Normalmente, pequenos planetas tendem a perder hidrogênio e hélio ao longo do tempo, então sua gravidade é bastante baixa; elementos leves se volatilizam devido à radiação de uma estrela que os empurra para fora da atmosfera. Os gigantes gasosos podem segurar esses elementos devido à sua forte gravidade.
Às vezes, em pequenos planetas, a atmosfera de hélio ou hidrogênio é substituída por uma atmosfera secundária, como aconteceu na Terra. Nossa mistura de nitrogênio, oxigênio e dióxido de carbono provavelmente veio de processos internos (como o vulcanismo) e da evolução das plantas.
"Não esperávamos que o Planeta 55 de Câncer e mantivesse a maior parte de sua atmosfera primária de gás", disse Ingo Waldman, pesquisador da University College London, que escreveu uma dissertação de pós-doutorado, ao Discovery News por e-mail. Waldman observou que o planeta é a única super-Terra conhecida com uma temperatura tão alta, mas os astrônomos pensaram que perderia a maior parte de sua atmosfera devido à intensa radiação de sua estrela-mãe. Por que ele contém hidrogênio e hélio não está claro. Os astrónomos têm várias dimensões de atmosferas planetárias fora do Sistema Solar, mas estas são gigantes gasosas que são mais fáceis de detectar nos telescópios. Quando um grande planeta passa em frente ao disco da estrela, os elementos encontrados no telescópio mudam ligeiramente. Acredita-se que essa mudança represente a atmosfera do planeta.
A equipe decidiu experimentar este método para um planeta menor, mas que está em órbita de uma estrela brilhante, para facilitar a distinção entre a atmosfera do planeta e os elementos da estrela-mãe. Uma forte candidata a este trabalho é a câmera grande angular 3 (WFC3) do Telescópio Espacial Hubble, que foi instalado por astronautas em 2009 e é geralmente usado para rastrear estrelas ou a formação de galáxias.
"A câmera WFC3 no Hubble é um dispositivo muito sensível, não originalmente destinado a observar estrelas brilhantes, e o dispositivo será um pouco perederzhivat como a câmera do seu celular, direcionado para o Sol", disse Waldman. "Em 2012, um modo de varredura foi introduzido para resolver este problema. Em essência, agora movemos rapidamente o Hubble ao longo dos pontos estelares e" mancharemos "o espectro através do detector. Isso resolve o problema de superexposição, mas torna a análise de dados muito complicada.
Um problema adicional é a distância de 55 Câncer perto da estrela e. Ele gira em torno de uma estrela do tipo Sun, que fica a apenas 40 anos-luz da Terra. Como a estrela é tão brilhante, disse Waldman, a velocidade de varredura deve ser muito mais rápida do que a usada anteriormente. A equipe examinou a situação e desenvolveu um método que pode extrair um sinal viável dos dados, um sinal suficientemente forte para detectar elementos na atmosfera de um pequeno planeta. "Se fôssemos capazes de fazer isso com o Hubble, estamos muito confiantes de que podemos melhorar significativamente as medições com instrumentos futuros", disse Waldman, apontando para o futuro Telescópio Web de James Webb (JWST), Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e PLAnetary Transits e Os telescópios de estrelas de oscilação (PLATO) como exemplos. "Essas ferramentas de última geração tornarão o campo da espectroscopia exoplanetária amplamente aberto e nos permitirá entender o que não podemos sequer imaginar hoje. Em outras palavras, estamos realmente à beira de transferir a ciência planetária de nosso Sistema Solar para a Galáxia."
Waldman diz que os pesquisadores têm duas direções futuras de pesquisa: olhar para as atmosferas da super-Terra em um sentido mais amplo, bem como para fazer observações subsequentes de Câncer 55. Parece haver indícios de cianeto de hidrogênio na atmosfera, mas para confirmar isso você precisará de um telescópio , como JWST, que pode ser observado na faixa de ondas mais longas que o Hubble.
O estudo será publicado no Astrophysical Journal, e agora está disponível com antecedência no site de publicações da Arxiv.
