Os astrônomos encontraram evidências de que o primeiro exoplaneta identificado em trânsito em sua estrela poderia ter migrado para uma órbita próxima com sua estrela de seu local de nascimento original, mais distante.

A análise da atmosfera do planeta por uma equipe que inclui cientistas da Universidade de Warwick identificou a impressão digital química de um planeta que se formou muito mais longe de seu sol do que atualmente reside. Isso confirma o pensamento anterior de que o planeta mudou para sua posição atual após a formação, apenas 7 milhões de km de seu sol ou o equivalente a 1/20 da distância da Terra ao nosso sol.

As conclusões são publicadas hoje (7 de abril) na revista. Natureza por uma equipe internacional de astrônomos. A Universidade de Warwick liderou a modelagem e interpretação dos resultados que marcam a primeira vez que até seis moléculas na atmosfera de um exoplaneta foram medidas para determinar sua composição.

É também a primeira vez que os astrônomos usaram essas seis moléculas para localizar definitivamente o local em que essas planetas gigantes se formam graças à composição de suas atmosferas.

Com novo, telescópios mais poderosos chegando online em breve, sua técnica também poderia ser usada para estudar a química de exoplanetas que poderiam hospedar vida.

Esta última pesquisa usou o Telescopio Nazionale Galileo em La Palma, Espanha, para adquirir espectros de alta resolução da atmosfera do exoplaneta HD 209458b quando ele passou na frente de sua estrela hospedeira em quatro ocasiões distintas. A luz da estrela é alterada à medida que passa pela atmosfera do planeta e, analisando as diferenças no espectro resultante, os astrônomos podem determinar quais substâncias químicas estão presentes e suas abundâncias.

Pela primeira vez, astrônomos foram capazes de detectar cianeto de hidrogênio, metano, amônia, acetileno, monóxido de carbono e baixas quantidades de vapor de água na atmosfera de HD 209458b. A abundância inesperada de moléculas baseadas em carbono (cianeto de hidrogênio, metano, acetileno e monóxido de carbono) sugere que existem aproximadamente tantos átomos de carbono quanto átomos de oxigênio na atmosfera, o dobro do carbono esperado. Isso sugere que o planeta preferencialmente acretou gás rico em carbono durante a formação, que só é possível se orbitar muito mais longe de sua estrela quando se formou originalmente, muito provavelmente a uma distância semelhante a Júpiter ou Saturno em nosso próprio sistema solar.

O Dr. Siddharth Gandhi, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse:"Os principais produtos químicos são as espécies portadoras de carbono e nitrogênio. Se essas espécies estiverem no nível em que as detectamos, isso é indicativo de uma atmosfera que é enriquecida em carbono em comparação com oxigênio. Usamos essas seis espécies químicas pela primeira vez para restringir onde em seu disco protoplanetário ela teria se formado originalmente.

“Não há como um planeta se formar com uma atmosfera tão rica em carbono se estiver dentro da linha de condensação do vapor de água. Na temperatura muito alta deste planeta (1, 500K), se a atmosfera contém todos os elementos na mesma proporção da estrela-mãe, o oxigênio deve ser duas vezes mais abundante que o carbono e principalmente ligado ao hidrogênio para formar água ou ao carbono para formar monóxido de carbono. Nossa descoberta muito diferente concorda com o entendimento atual de que Júpiteres quentes como o HD 209458b se formaram muito longe de sua localização atual. "

Usando modelos de formação planetária, os astrônomos compararam a impressão digital química do HD 209458b com o que eles esperariam ver em um planeta desse tipo.

Um sistema solar começa a vida como um disco de material ao redor da estrela que se reúne para formar os núcleos sólidos dos planetas, que então agregam material gasoso para formar uma atmosfera. Perto da estrela onde é mais quente, uma grande proporção de oxigênio permanece na atmosfera em forma de vapor d'água. Mais longe, conforme fica mais frio, que a água se condensa para se tornar gelo e fica presa no núcleo de um planeta, deixando uma atmosfera mais composta de moléculas baseadas em carbono e nitrogênio. Portanto, planetas orbitando perto do sol devem ter atmosferas ricas em oxigênio, em vez de carbono.

HD 209458b foi o primeiro exoplaneta a ser identificado usando o método de trânsito, observando-o enquanto ele passava na frente de sua estrela. Tem sido objeto de muitos estudos, mas esta é a primeira vez que seis moléculas individuais foram medidas em sua atmosfera para criar uma "impressão digital química" detalhada.

O Dr. Matteo Brogi, da equipe da Universidade de Warwick, acrescenta:"Aumentando essas observações, seremos capazes de dizer que classes de planeta temos em termos de sua localização de formação e evolução inicial. É muito importante que não trabalhemos com a suposição de que há apenas algumas espécies moleculares que são importantes para determinar os espectros desses planetas, como sempre foi feito antes. Detectar o máximo de moléculas possível é útil quando passamos a testar esta técnica em planetas com condições que são propícias para hospedar vida, porque precisaremos ter um portfólio completo de espécies químicas que possamos detectar. "

Paolo Giacobbe, pesquisador do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) e principal autor do artigo, disse:"Se esta descoberta fosse um romance, começaria com 'No início havia apenas água ...' porque a grande maioria das inferências em atmosferas de exoplanetas a partir de observações no infravermelho próximo foi baseada na presença (ou ausência) de vapor d'água, que domina esta região do espectro. Nos perguntamos:é realmente possível que todas as outras espécies esperadas da teoria não deixem nenhum traço mensurável? Descobrir que é possível detectá-los, graças aos nossos esforços para melhorar as técnicas de análise, abre novos horizontes a serem explorados. "