Exoplaneta recém-descoberto pode ter água líquida e muitos vulcões – Ars Technica

Mais Zoom / A concepção de um artista de como um exoplaneta rico em vulcões pode parecer.

Para a maioria dos exoplanetas que descobrimos, sabemos muito poucos detalhes. Sabemos muito pouco sobre a estrela que orbita e talvez uma lista parcial de outros planetas no mesmo sistema. E geralmente sabemos o quão grande é ou o quão pesado é. Não há muito o que fazer.

Mas podemos inferir muito quando começamos a incorporar esses detalhes. Tal é o caso de um exoplaneta recém-descoberto orbitando uma estrela jovem a cerca de 90 anos-luz da Terra. O próprio planeta tem um raio e massa muito semelhantes aos da Terra, indicando que também possui uma composição rochosa. Com base no que sabemos sobre a estrela, provavelmente contém água líquida. E com base nas forças exercidas pelos planetas próximos, provavelmente tem geologia muito ativa, provavelmente incluindo vulcões.

planeta extrasolar

O sistema externo na estrela LP 791-18 foi detectado pela primeira vez pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). O TESS detectou dois planetas orbitando LP 791-18, que é uma das estrelas mais jovens – e, portanto, mais escuras – conhecidas por hospedar planetas. O planeta mais interno, LP 791-18b, é cerca de 20% maior que a Terra e leva menos de um dia para completar sua órbita, o que significa que está próximo o suficiente da estrela para ser extremamente quente. Mais longe, com uma órbita de cinco dias, está o LP 791-18c, um sub-Netuno com mais de duas vezes o tamanho da Terra.

Sua descoberta levou a algumas das últimas observações do Telescópio Espacial Spitzer antes de desligar, economizando mais de cinco dias de observações no total – apenas o suficiente para capturar dois trânsitos de LP 791-18c, o exoplaneta, ao passar pela linha- de visão entre sua estrela hospedeira e a Terra. Mas esses dados também capturaram dois trânsitos adicionais, indicando a possibilidade de outro planeta orbitando entre os dois planetas conhecidos.

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Isso foi o suficiente para lançar um esforço de vários anos e vários telescópios que confirmou a existência do LP 791-18d, que leva pouco menos de três dias para completar uma órbita. Mas o esforço foi consideravelmente além ao medir as diferenças no tempo do trânsito planetário em frente ao LP 791-18. Essas diferenças no tempo dos trânsitos são causadas pelas posições relativas dos três planetas, que determinam se eles produzem rebocadores gravitacionais que retardam ou aceleram suas órbitas.

Ao medir mudanças suficientes no tempo de trânsito, os pesquisadores inferiram a força desses rebocadores gravitacionais e usaram isso para obter estimativas de massa para dois exoplanetas.

Para o planeta mais externo, LP 791-18c, a massa é estimada em cerca de sete vezes a da Terra. Com base em um raio 2,4 vezes maior que o da Terra, se um planeta tiver uma composição semelhante à da Terra, esperaríamos que tivesse cerca de 25 vezes a massa da Terra, o que indicaria que contém muito material mais leve. A equipe de pesquisa concluiu que ele possui uma grande atmosfera de hidrogênio/hélio ou que aproximadamente metade do planeta é composto de material gelado.

E o segundo planeta mais externo, recém-descoberto LP 791-18d, tem um raio semelhante ao da Terra (oficialmente 1,03 vezes o da Terra, com barras de erro incluindo os raios da Terra). Sua massa é um pouco menor, 0,9 vezes a da Terra, mas isso ainda é consistente com a composição litológica em grande parte.

gostar e não gostar

No entanto, o planeta difere da Terra de várias maneiras importantes. Por estar tão perto de sua estrela hospedeira, é provável que seja um pouco mais quente. Se o planeta absorvesse tanta luz quanto a Terra, os pesquisadores estimam que sua temperatura média seria superior a 120 graus Celsius. Celsius). No entanto, a temperatura exata dependerá muito dos níveis de gases de efeito estufa na atmosfera.

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No entanto, o planeta está perto o suficiente para ser travado em sua estrela hospedeira, o que significa que um lado do LP 791-18d está sempre aceso e o outro está sempre escuro. Dependendo de como a atmosfera distribui o calor do lado voltado para a estrela, isso pode permitir a existência de água líquida no outro lado do planeta.

A outra grande diferença é que o planeta tem um sub-Netuno muito massivo orbitando bastante próximo, o que o impede de adotar uma órbita circular. A órbita elíptica resultante significa que as forças de maré exercidas pela estrela variam dependendo de onde ela está em sua órbita. As forças exercidas por sub-Netuno também variam. Como resultado, é provável que o planeta experimente algo semelhante à lua de Júpiter, Io, que é constantemente flexionada pelo planeta massivo e outras luas próximas, criando fricção interna que aquece a lua.

O resultado são vulcões. Muitos, muitos deles. Io é provavelmente o corpo mais vulcanicamente ativo do sistema solar. E com base em sua composição rochosa, há todos os motivos para acreditar que o LP 791-18d também estará extraordinariamente ativo. Os pesquisadores estimam que apenas o aquecimento das marés causaria o dobro do fluxo de calor do que vemos atualmente na superfície da Terra.

Além de ser muito legal se você achar os vulcões legais (e realmente, não consigo entender por que não), isso tem consequências para a atmosfera potencial do LP 791-18d. Acredita-se que os planetas que se aproximam de estrelas anãs provavelmente tenham sido soprados por explosões estelares no início de sua história, que podem ter sido poderosas o suficiente para aquecer qualquer atmosfera que pudessem ter. Mas a atividade vulcânica deve liberar regularmente tantos gases que possa restaurar constantemente a atmosfera. Isso torna o LP 791-18d um excelente candidato se estivermos interessados ​​em estudar atmosferas de exoplanetas.

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O telescópio Webb já está programado para procurar a atmosfera no planeta mais interno do sistema LP 791-18, e a NASA Comunicado de imprensa A nova descoberta reconhece que os cientistas agora acreditam que a parte do meio merece atenção semelhante.

Natureza, 2019. DOI: 10.1038/s41586-023-05934-8 (sobre DOIs).

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