Uma equipe internacional de cientistas mediu recentemente o espectro da atmosfera de um raro exoplaneta quente de Netuno, cuja descoberta pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA foi anunciada no mês passado.

A descoberta foi feita com dados fornecidos pelo agora aposentado NASA Spitzer Space Telescope, que permite um único, visão infravermelha do universo para observar regiões do espaço que estão escondidas dos telescópios ópticos.

Um dos principais objetivos da missão TESS da NASA é encontrar novos, pequenos planetas que seriam bons alvos para caracterização atmosférica. No início de sua missão, encontrou LTT9779b, um planeta orbitando uma estrela semelhante ao Sol, localizada a 260 anos-luz de distância da Terra. Este planeta, um pouco maior que Netuno, orbita muito perto de sua estrela. O planeta é encontrado no "quente deserto de Netuno, "onde planetas não deveriam existir. Na verdade, a maioria dos exoplanetas quentes próximos são gigantes gasosos do tamanho de Júpiter ou Saturno que têm massa suficiente para reter a maior parte de sua atmosfera usando sua alta gravidade contra a evaporação causada pela estrela, ou pequenos exoplanetas rochosos que perderam sua atmosfera para a estrela há muito tempo.

"Este Netuno ultracquente é um exoplaneta de 'tamanho médio' que orbita muito perto de sua estrela (leva apenas 19 horas para completar uma órbita), mas sua baixa densidade indica que ainda tem uma atmosfera pesando pelo menos 10 por cento da massa do planeta, "explicou a Professora Assistente de Física e Astronomia da Universidade do Novo México, Diana Dragomir, que lidera o trabalho que envolveu mais de 25 instituições.

A idade desse sistema é de 2 bilhões de anos. Nesta alta temperatura, a atmosfera do planeta deveria ter evaporado há muito tempo, no início da vida do sistema. "Hot Neptunes são raros, e um em um ambiente tão extremo como este é difícil de explicar porque sua massa não é grande o suficiente para manter a atmosfera por muito tempo. Então, como isso funcionou? LTT9779b nos fez coçar a cabeça, mas o fato de ter uma atmosfera nos dá uma forma rara de investigar este tipo de planeta, então decidimos sondá-lo com outro telescópio, "Dragomir acrescentou.

Para investigar sua composição atmosférica e esclarecer melhor sua origem, os cientistas obtiveram observações do eclipse secundário com a Spitzer Infrared Array Camera (IRAC) do quente Neptuno. As observações do Spitzer confirmaram a presença atmosférica e permitiram uma medição da temperatura muito alta do planeta, aproximadamente 2, 000 Kelvin (cerca de 3, 000 graus Fahrenheit). "Pela primeira vez, medimos a luz vinda de um planeta que não deveria existir! ”Disse Dragomir.

Depois de combinar as observações do Spitzer com uma medição do eclipse secundário na passagem de banda TESS, os cientistas estudaram o espectro de emissão resultante e identificaram evidências de absorção molecular na atmosfera do planeta, que eles acreditam ser provavelmente devido ao monóxido de carbono. Esta molécula não é inesperada nas atmosferas de grandes planetas quentes (Júpiteres quentes), mas encontrá-lo em um Netuno quente pode fornecer pistas sobre a origem deste planeta e como ele conseguiu manter sua atmosfera. Este resultado constitui a primeira detecção de características atmosféricas em um exoplaneta descoberto pela TESS, e o primeiro de um Netuno superaquecido.

"Se houver muita atmosfera ao redor do planeta, como é o caso do LTT9779b, então você pode estudar mais facilmente, "disse Dragomir." Uma atmosfera menor seria muito mais difícil de observar. "Os resultados indicam que LTT9779b é um excelente alvo para caracterização adicional com o próximo James Webb Space Telescope (JWST) da NASA, o que também poderia verificar se a absorção molecular observada é de fato devido ao monóxido de carbono.

Um artigo complementar, liderado pelo professor assistente da Universidade de Kansas, Ian Crossfield, também encontraram sinais que indicam que a atmosfera do planeta tem um nível de elementos pesados ​​maior do que o esperado. Isso é adicionalmente intrigante porque os dois planetas de tamanhos semelhantes em nosso Sistema Solar, Netuno e Urano, são compostos principalmente de elementos leves como hidrogênio e hélio.

"LTT9779 é um desses alvos superestimulantes, uma pedra preciosa muito rara para nossa compreensão do quente Netuno. Acreditamos ter detectado monóxido de carbono em sua atmosfera e que o lado diurno permanente é muito quente, enquanto muito pouco calor é transportado para o lado noturno, "disse Björn Benneke, professor da Université de Montréal e membro do Institute for Research on exoplanets (iREx). "Ambas as descobertas fazem o LTT9779b dizer que há um sinal muito forte a ser observado, tornando o planeta um alvo muito intrigante para uma futura caracterização detalhada com o JWST."

Juntos, esses resultados prepararam o terreno para investigações semelhantes de uma amostra maior de exoplanetas descobertos neste deserto quente de Netuno, que são a chave para descobrir a origem desta população única de exoplanetas.

A pesquisa, Spitzer revela evidências de absorção molecular na atmosfera do Netuno quente LTT 9779b, foi publicado no Astrophysical Journal Letters .