Observações de um Júpiter quente também podem avançar nossa compreensão das origens e evolução do planeta.
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| Planeta XO-3b, um Júpiter quente em uma órbita excêntrica. Créditos da imagem: NASA/JPL-Caltech. |
Imagine estar em um lugar onde os ventos são tão fortes que eles se movem à velocidade do som. Esse é apenas um aspecto da atmosfera em XO-3b, um de uma classe de exoplanetas (planetas fora do nosso sistema solar), conhecidos como Júpiteres quentes.
A órbita excêntrica do planeta também leva a variações sazonais centenas de vezes mais fortes do que o que experimentamos na Terra. Em um artigo recente, uma equipe de pesquisa liderada pela McGill fornece uma nova visão de como são as estações em um planeta fora do nosso sistema solar. Os pesquisadores também sugerem que a órbita oval, temperaturas extremamente altas da superfície (2.000 graus C, quente o suficiente para vaporizar rocha) e "inchaço" do XO-3b revelam traços da história do planeta. As descobertas potencialmente avançarão tanto na compreensão científica de como os exoplanetas se formam e evoluem e darão algum contexto para os planetas em nosso próprio sistema solar.
Júpiteres quentes são mundos maciços e gasosos como Júpiter, que orbitam mais perto de suas estrelas-mãe do que Mercúrio está para o Sol. Embora não estejam presentes em nosso próprio sistema solar, eles parecem ser comuns em toda a galáxia. Apesar de ser o tipo mais estudado de exoplaneta, as principais questões permanecem sobre como eles se formam. Poderia haver subclasses de Júpiter quente com diferentes histórias de formação?
Por exemplo, esses planetas tomam forma longe de suas estrelas-mãe – a uma distância onde é frio o suficiente para que moléculas como a água se tornem sólidas – ou mais próximas. O primeiro cenário se encaixa melhor com teorias sobre como os planetas em nosso próprio sistema solar nascem, mas o que levaria esses tipos de planetas a migrar tão perto de suas estrelas-mãe permanece incerto.
Para testar essas ideias, os autores de um estudo recente liderado pela McGill usaram dados do telescópio espacial Spitzer aposentado da NASA para olhar a atmosfera do exoplaneta XO-3b. Eles observaram estações excêntricas e mediram as velocidades do vento no planeta, obtendo uma curva de fase do planeta à medida que completava uma revolução completa sobre sua estrela hospedeira.
Observando a dinâmica atmosférica e evolução interior
"Este planeta é um estudo de caso extremamente interessante para a dinâmica atmosférica e a evolução interior, pois está em um regime intermediário de massa planetária onde processos normalmente negligenciados para Júpiteres menos massivos e quentes podem entrar em jogo", diz Lisa Dang, primeira autora de um artigo publicado recentemente no The Astronomical Journal, uma estudante de doutorado no Departamento de Física da Universidade McGill. "XO-3b tem uma órbita oval em vez da órbita circular de quase todos os outros Júpiteres quentes conhecidos. Isso sugere que ele migrou recentemente para sua estrela-mãe; se esse for o caso, ele acabará por se estabelecer em uma órbita mais circular.
A órbita excêntrica do planeta também leva a variações sazonais centenas de vezes mais fortes do que o que experimentamos na Terra. Nicolas Cowan, professor da McGill, explica: "O planeta inteiro recebe três vezes mais energia quando está perto de sua estrela durante um breve tipo de verão, do que quando está longe da estrela."
Os pesquisadores também estimaram a massa e o raio do planeta e descobriram que o planeta era surpreendentemente mais inchado do que o esperado. Eles sugerem e que a possível fonte deste aquecimento pode ser devido à restos de fusão nuclear.
Calor e inchaço excessivos devido ao aquecimento das marés?
Observações de Gaia, uma missão da ESA (Agência Espacial Europeia), descobriram que o planeta é mais inchado do que o esperado, o que indica que seu interior pode ser particularmente energético.
Observações de Spitzer também sugerem que o planeta produz muito do seu próprio calor, já que o excesso de emissão térmica do XO-3b não é sazonal – é observado ao longo do ano em XO-3b. É possível que o excesso de calor esteja vindo do interior do planeta, através de um processo chamado aquecimento das marés. O aperto gravitacional da estrela no planeta oscila à medida que a órbita leva o planeta mais longe e, em seguida, mais perto da estrela. As mudanças resultantes na pressão interior produzem calor.
Para Dang, este júpiter quente incomum oferece uma oportunidade de testar ideias sobre quais processos de formação podem ser produtores de certas características nesses exoplanetas. Por exemplo, o aquecimento das marés em outros Júpiteres quentes também poderia ser um sinal de migração recente? Xo-3b sozinho não vai desvendar o mistério, mas serve como um teste importante para ideias emergentes sobre esses gigantes escaldantes.
