Exoplaneta descoberto com monstruosa pluma de gás hélio escapando de sua atmosfera

Uma observação especial do exoplaneta HAT-P-32b permitiu estimar a escala das perdas de gás pela sua atmosfera. Eles acabaram sendo enormes. Todos os anos a atmosfera do planeta perde cerca de 33,8 trilhões de toneladas de gases, mas isso vai durar dezenas de bilhões de anos, porque este planeta tem o dobro do tamanho de nosso Júpiter. Há massa suficiente lá para quatro vidas do nosso Universo.

Simulação de caudas de gás atrás do exoplaneta HAT-P-32b. Fonte da imagem: M. MacLeod/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e A. Oklopčić/University of Amsterdam

Os cientistas já sabiam que o exoplaneta HAT-P-32b é arrastado por uma nuvem de gás de sua atmosfera. A nova observação permitiu avaliar a escala desse fenômeno e forneceu subsídios para a criação de um modelo universal para o comportamento das atmosferas de exoplanetas localizados próximos de suas estrelas. Com base nesses modelos, os cientistas poderão prever a dinâmica do comportamento das camadas gasosas dos exoplanetas, que não são tão fáceis de observar quanto o HAT-P-32b.

O exoplaneta HAT-P-32b está a cerca de 923 anos-luz de distância. Este é um gigante gasoso – o chamado Júpiter quente. Seu raio é cerca de 1,8 vezes o raio do Júpiter real. A cauda de gás identificada do exoplaneta estende-se por uma distância 53 vezes o seu raio. Os astrônomos nunca viram nada parecido em suas vidas.

O exoplaneta foi descoberto pelo método de trânsito – ele passa pelo disco de sua estrela uma vez a cada 2,15 dias. Tal proximidade sugere o maior aquecimento do exoplaneta. Sua temperatura, segundo os cientistas, chega a 1562°C. Esse aquecimento infla o próprio planeta e sua atmosfera e causa perda acelerada de gás. Essas perdas são visíveis na análise espectral da luz da estrela conforme o exoplaneta passa sobre seu disco. O espectro mostra claramente o volume da pluma de gás atrás do exoplaneta ao longo das linhas de absorção de hélio e hidrogênio (Hα), mas os cientistas estimaram a verdadeira escala das perdas somente depois de rastrearem o HAT-P-32b também enquanto ele se movia atrás da estrela . A potência da luz da estrela acabou sendo suficiente para analisar o espectro dos sinais refletidos.

Os dados obtidos desencorajaram os cientistas. Eles não esperavam que as plumas de gás fossem tão grandes. No entanto, mesmo com uma taxa de erupção tão colossal, o exoplaneta HAT-P-32b perderá completamente sua atmosfera somente após 40 bilhões de anos.

O exoplaneta passa sobre o disco da estrela e perde a atmosfera, como o artista a vê. Fonte da imagem: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

«É muito interessante observar como as caudas alongadas são gigantescas em comparação com o tamanho do planeta e da estrela hospedeira, disse Zhoujian Zhang, chefe do trabalho, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. “Talvez outros planetas tenham atmosferas alongadas que ainda não foram detectadas usando monitoramento semelhante”.

«Nossas descobertas sobre o HAT-P-32b podem nos ajudar a entender como outros planetas e suas estrelas interagem, disse a astrônoma Caroline Morley, da Universidade do Texas em Austin. “Podemos fazer medições de alta precisão em Júpiteres quentes como este e depois aplicar nossas descobertas a uma gama mais ampla de planetas.”