Astronomii analizează atmosfera unei exoplanete extreme, despre care ”se credea că nu ar putea exista”

Descoperirea exoplanetei LTT 9779b a fost anunţată în urmă cu o lună iar recent astronomii au publicat două studii cu privire la caracteristicile atmosferei acestei exoplanete care se află pe o orbită atât de apropiată faţă de steaua sa încât se credea că nu poate avea atmosferă, transmite miercuri Live Science. Aflată relativ aproape, la doar 260 de ani lumină distanţă, exoplaneta LTT 9779b este puţin mai mare decât Neptun şi se află pe orbita unei stele din familia Soarelui. Deocamdată nimic ieşit din comun. Însă cel puţin două lucruri sunt complet neobişnuite cu privire la această planetă. În primul rând, este foarte aproape de steaua sa, finalizând o orbită completă în doar 19 ore, şi în al doilea rând, în pofida fluxului uriaş de radiaţie stelară pe care-l primeşte, LTT 9779b dispune de o atmosferă densă. Observaţiile în spectrul infraroşu obţinute de telescopul spaţial Spitzer includ atât această planetă neobişnuită cât şi steaua sa, iar astronomii care au analizat aceste date şi-au prezentat concluziile în două studii publicate în The Astrophysical Journal Letters. În primul studiu, o echipă coordonată de astronomul Ian Crossfield, de la Universitatea din Kansas, descrie profilul de temperatură al planetei LTT 9779b. Cel de-al doilea studiu, realizat de o echipă condusă de astronomul de origine română Diana Dragomir de la Universitatea din New Mexico, a caracterizat atmosfera acestei exoplanete. "Pentru prima oară, am reuşit să măsurăm lumina care provine de la această planetă ce nu ar fi trebuit să existe", conform lui Crossfield. "Această planetă este atât de intens iradiată de steaua sa încât temperatura sa este de peste 1.650 de grade Celsius şi ne-am aşteptat ca atmosfera sa să fie complet evaporată. Şi totuşi, observaţiile realizate în spectrul infraroşu cu telescopul Spitzer ne arată clar că această planetă are o atmosferă densă", a adăugat el. Alături de echipa sa, Crossfield a studiat curba de fază a exoplanetei, în spectrul infraroşu – energie termică este emisă sub formă de radiaţie în infraroşu, iar lumina pe aceste lungimi de undă le dezvăluie astronomilor temperatura obiectelor cosmice aflate la mari distanţe. Acest sistem planetă-stea este orientat în aşa fel încât planeta trece prin faţa stelei sale oferindu-ne perspective clare atât asupra emisferei luminate a planetei cât şi asupra celei rămase în noapte. Astfel, pentru a calcula temperatura medie a acestei exoplanete, astronomii s-au folosit de fluctuaţiile de lumină înregistrate în cursul orbitei exoplanetei LTT 9779b. În mod interesant, cel mai fierbinte moment al zilei pentru LTT 9779b este chiar la prânz, când steaua se află direct deasupra sa. Pe Pământ, cel mai fierbinte moment al zilei se produce la câteva ore după prânz, în cursul după-amiezei, pentru că, în cazul planetei noastre, căldura permează mai rapid atmosfera decât este apoi disipată înapoi în spaţiu. Aceste concluzii le oferă astronomilor şansa de a formula o serie de presupuneri educate despre atmosfera exoplanetei. "Planeta este mult mai rece decât ne-am fi aşteptat (ţinând cont de proximitatea sa faţă de stea) ceea ce sugerează că reflectă o cantitate mare din radiaţia stelară ce o loveşte, probabil pentru că în atmosfera sa se află straturi groase de nori", explică astronomul Nicolas Cowan de la Institutul pentru Studierea Exoplanetelor (iREx) şi cercetător la McGill University din Canada. "Planeta nu transportă nici prea multă căldură spre emisfera sa aflată în întuneric, însă cred că am înţeles motivul: lumina stelară este absorbită probabil în straturile superioare ale atmosferei, de unde energia se disipă rapid în spaţiu", a adăugat el. Pentru a analiza mai departe atmosfera exoplanetei LTT 9779b, Diana Dragomir şi colegii ei s-au concentrat asupra eclipselor secundare, atunci când planeta trece prin spatele stelei sale. Acest lucru duce la o fluctuaţie mai mică a strălucirii sistemului stea-planetă prin comparaţie cu perioada de tranzit, când planeta trece prin faţa stelei sale, şi cercetătorii pot să-i analizeze mai uşor structura termică a atmosferei. "Planetele superfierbinţi din categoria lui Neptun sunt rare, iar descoperirea uneia într-un mediu atât de extrem este dificil de explicat pentru că masa sa nu este suficient de mare pentru a-şi păstra atmosfera timp îndelungat", conform lui Diana Dragomir. "Deci cum s-a descurcat? LTT 9779b ne-a pus în dificultate, dar faptul că are o atmosferă ne oferă o oportunitate rară de a analiza acest tip de planete, aşa că am decis să ne uităm la ea şi printr-un alt telescop", a adăugat ea. În consecinţă, echipa coordonată de Diana Dragomir a comparat datele obţinute de telescopul Spitzer cu datele adunate de TESS, un alt telescop spaţial al NASA specializat în căutarea exoplanetelor. Acest lucru le-a permis să identifice spectrul de emisie al atmosferei planetei LTT 9779b – adică lungimile de undă ale luminii absorbite şi amplificate de elementele constituente ale atmosferei acestei planete. Astfel, astronomii au ajuns la concluzia că unele lungimi de undă sunt absorbite de molecule atmosferice – probabil de molecule de monoxid de carbon. Acest lucru nu este neaşteptat pentru o planetă atât de fierbinte. Molecule de monoxid de carbon au fost detectate în atmosfera planetelor de tipul Jupiter fierbinţi – giganţi gazoşi aflaţi pe orbite foarte apropiate de stelele lor. Însă astfel de planete gazoase gigante sunt mult mai masive decât cele de tipul Neptun fierbinte şi profită de gravitaţia lor mult mai mare pentru a-şi păstra atmosfera. Până la descoperirea acestei planete se credea că planetele de dimensiunea lui Neptun şi aflate atât de aproape de stelele lor, nu sunt suficient de masive pentru a reuşi să-şi păstreze atmosfera. Descoperirea moleculelor de monoxid de carbon în atmosfera unei planete de tipul Neptun fierbinte ne poate ajuta să înţelegem cum s-a format planeta LTT 9779b şi de ce are încă atmosferă. Studii ulterioare vor încerca să descifreze compoziţia chimică exactă a atmosferei acestei exoplanete. Astfel de studii probează tehnici de analiză atmosferică a planetelor unde există potenţial pentru apariţia şi evoluţia vieţii, a mai explicat Crossfield.AGERPRES/(AS – autor: Codruţ Bălu, editor: Mihaela Moise, editor online: Adrian Dãdârlat) Sursa foto: nasa.gov