Cientistas observaram diretamente um sinal de átomos de ferro e titânio na atmosfera de um exoplaneta a 600 anos-luz da Terra, segundo um novo artigo.

O KELT-9b é um planeta inteiramente esquisito comparado com o que temos em nosso Sistema Solar — ele tem 2,88 vezes a massa de Júpiter, com um ano que dura apenas um dia e meio da Terra, além de temperaturas de mais de 3.726 ºC. Ele é o exoplaneta mais quente conhecido, além de local de nossa primeira observação exoplanetária de átomos de ferro e titânio. É um trampolim que vai ajudar os astrônomos a um dia caracterizar as atmosferas de mais planetas habitáveis.

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“É difícil distinguir um exoplaneta como Vênus de um exoplaneta como a Terra”, disse o autor do estudo, Jens Hoeijmakers, da Universidade de Genebra, na Suíça, em entrevista ao Gizmodo. “Precisamos reconhecer a química nas atmosferas de exoplanetas. O KELT-9b é um alvo fácil, um sistema fácil de entender. Minha filosofia é de que, se você não consegue lidar com os casos fáceis, então também não consegue com os difíceis.”

Os dados vieram de uma observação de 31 de julho de 2017, feita pelo Telescopio Nazionale Galileo, que fica na ilha espanhola de La Palma. O telescópio registrou o planeta passando na frente da estrela azul gigante e extremamente quente KELT-9, basicamente agindo como um filtro de luz, ajustando as cores da luz da estrela. Subtraindo a luz coletada só da estrela de quando o planeta passou na frente da estrela, foram reveladas as linhas espectrais de titânio e ferro. Os pesquisadores também detectaram uma leve mudança nos comprimentos de onda espectrais: a assinatura do efeito Doppler do planeta se movendo pelo espaço. Isso confirmou que as linhas espectrais não vieram da estrela ou da poeira no espaço intermediário, segundo o artigo publicado na Nature.

Astrônomos das Universidades de Berna e de Genebra e outros contribuíram para a descoberta. Os pesquisadores de Berna, sem mostrar esses dados para Hoejimakers, lhe pediram para que simulasse de forma independente o KELT-9b para ver se ele teria ferro visível. Suas simulações descobriram que, sim, o planeta deveria ter ferro visível para um observador. Isso aumentou sua confiança de que eles haviam de fato observado ferro e titânio no exoplaneta.

Versão artística para a KELT-9, conforme vista do exoplaneta KELT-9b. Ilustração: Denis Bajram

Embora o ferro seja abundante aqui na Terra, ele é um elemento difícil de medir em exoplanetas, devido às suas propriedades ópticas. No que diz respeito ao que Hoeijmakers e outras fontes com as quais conversamos puderam dizer, essa foi a primeira detecção direta de um átomo de ferro ou de titânio em um exoplaneta, ainda que outros resultados tenham sugerido a presença desses elementos.

Essa descoberta ajuda os cientistas a determinar a natureza do planeta e como ele se formou. De maneira mais ampla, ela serve como um avanço importante na jornada para caracterizar totalmente as atmosferas de exoplanetas.

“O artigo de Hoeijmakers é um ótimo primeiro passo para identificar os componentes químicos da atmosfera”, disse Laura Kreidberg, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, em entrevista ao Gizmodo. Ele “abre a porta para muitas outras investigações — procurando por espécies químicas adicionais e observando diferentes regiões da atmosfera do planeta”.

Entender completamente a atmosfera de um exoplaneta pode ajudar os cientistas a perceber a diferença entre um planeta parecido com a Terra ou um planeta semelhante a Vênus — uma distinção crucial se você estiver procurando por vida. O objetivo é encontrar bioassinaturas, espectros moleculares indicando que a atmosfera de um planeta tenha sido alterada por alguma forma de vida.

Outros ficaram interessados no planeta por si só. “Ele é tão fortemente irradiado que é mais quente que a maioria das estrelas”, disse ao Gizmodo Drake Deming, professor de astronomia da Universidade de Maryland, que analisou o artigo. Ele apontou que as estrelas mais comuns na galáxia são anãs vermelhas mais frias e escuras, ao contrário de nosso Sol, que é uma estrela de sequência principal de tipo G, mais quente (às vezes chamada de anã amarela).

Hoejimakers apontou que o artigo foi o resultado de uma intensa colaboração entre os pesquisadores e sentiu que ele era um modelo de como a ciência deve ser feita. Ele disse: “Cada pessoa na lista de autores fez uma contribuição crucial para essa história”.

E haverá muito mais oportunidades de colaboração. Os cientistas terão em breve muito mais observações a analisar, tanto do telescópio em La Palma e quanto de outros telescópios futuros.

[Nature]

Imagem do topo: NASA/JPL-Caltech