Uma espaçonave do tamanho de uma caixa de cereal coletou medições precisas das atmosferas de planetas grandes e fofos, conhecidos como “Júpiteres quentes”. As descobertas, lideradas por uma equipa de investigadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, Boulder, ajudam a revelar como as atmosferas em torno destes planetas e de muitos outros mundos escapam para o espaço.
Apesar do seu pequeno tamanho, a sonda CUTE da NASA avançou significativamente a nossa compreensão dos "Júpiteres quentes", revelando uma variedade de comportamentos atmosféricos que nos ajudam a compreender a evolução planetária, ao mesmo tempo que proporciona aos alunos experiência prática.
Estas observações são os primeiros resultados de uma nave espacial da NASA chamada Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE).
Kevin Francisco, o principal investigador da missão, apresentou as descobertas da equipe na reunião de 2023 da União Geofísica Americana em São Francisco.
Este gadget de 14 polegadas pode ser bonito, mas está repleto de descobertas científicas. Desde o seu lançamento em setembro de 2021, o CUTE apontou o seu único telescópio ultravioleta para uma série de Júpiteres quentes a aproximadamente centenas de anos-luz de distância da Terra.
Os Júpiteres quentes estão entre os planetas mais quentes e furiosos da Via Láctea. Como o nome sugere, eles são gigantes gasosos como o nosso Júpiter. No entanto, estes planetas estão muito mais próximos das suas estrelas-mãe, completando as suas órbitas aproximadamente a cada poucos dias terrestres. No processo, a radiação estelar coze Júpiteres quentes a milhares de graus Fahrenheit, e as suas atmosferas expandem-se para tamanhos muito grandes, um pouco como o pão a aquecer num forno.
Os investigadores há muito que suspeitam que este ataque constante de radiação estelar poderia destruir as atmosferas em torno de alguns exoplanetas ao longo de milhões a milhares de milhões de anos, e os dados do CUTE sugerem que o processo pode não ser tão simples.
A equipa CUTE, que inclui vários estudantes de graduação e pós-graduação, observou sete Júpiteres quentes até à data, com mais por vir. Alguns deles parecem estar perdendo a atmosfera, mas outros não.
“Os planetas parecem ter todas as formas e tamanhos”, disse French, professor associado do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) e do Departamento de Astrofísica e Ciências Planetárias. Ele acrescentou que o CUTE está ajudando os cientistas a compilar um guia de campo para os muitos tipos de planetas que existem na Via Láctea – incluindo aqueles que não se parecem em nada com os vizinhos mais próximos da Terra.
“Queremos compreender como o nosso sistema solar se enquadra na família de sistemas solares do universo”, disse Francisco. "Isso significa compreender os grandes planetas, os pequenos planetas, os planetas que podem ter vida e os planetas que definitivamente não têm, e todos os processos físicos importantes que operam nesses planetas."
O caminho do CUTE para o sucesso da investigação científica não tem sido fácil. Quando a sonda entrou pela primeira vez em órbita em torno da Terra, Francisco e os seus colegas rapidamente notaram que parecia estar a sofrer algumas falhas - um problema normal com muitos pequenos satélites, ou CubeSats. Em uma ocasião, a veneziana que protegia o telescópio CUTE continuou fechando repentinamente quando não deveria.
A equipe de pesquisa, que inclui diversos alunos de graduação e pós-graduação, não desiste. Os pesquisadores ordenaram que a espaçonave abrisse o obturador e depois descarregassem a bateria que a alimentava, evitando que o instrumento desligasse novamente.
“O CUTE ainda está trabalhando e coletando dados hoje”, disse France. "É realmente emocionante quando obtemos os primeiros resultados científicos reais."
O CUTE observa planetas distantes à medida que passam em frente das suas estrelas-mãe, diminuindo a luz ultravioleta emitida por estas estrelas no processo. Em alguns casos, as observações da sonda são tão precisas que conseguem detectar quando a luz das estrelas diminui em apenas 1%.
Num artigo publicado em setembro, os investigadores descreveram as suas observações de um mundo chamado WASP-189b. O planeta orbita uma estrela na constelação de Libra, a mais de 300 anos-luz, ou quatrilhões de milhas, da Terra. O planeta também é incrivelmente quente, com a sua atmosfera atingindo cerca de 15.000 graus Fahrenheit, de acordo com as descobertas da equipe. Isto é milhares de graus mais quente que a superfície do sol.
As observações do CUTE também mostram que o gás está a escapar de WASP-189b a uma taxa igualmente alarmante, cerca de 400 milhões de quilogramas (quase 900 milhões de libras) por segundo.
Nem todos os planetas estudados pelo CUTE nos seus primeiros dois anos são tão excitantes. Em descobertas não publicadas, a equipa observou um segundo planeta, chamado MASCARA-4b, que não parecia ter perdido muito gás. Outros planetas como o KELT-9b estão em algum lugar no meio.
Francisco e os seus colegas esperam que as suas descobertas ajudem a esclarecer por que alguns planetas perdem partes das suas atmosferas, enquanto outros permanecem praticamente inalterados. Ele suspeita que tenha algo a ver com uma combinação dos próprios planetas (planetas maiores têm atrações gravitacionais mais fortes) e a dinâmica das estrelas (estrelas mais ativas podem causar mais danos aos planetas do que estrelas silenciosas).
Com o tempo, estes mesmos processos poderão ter efeitos potenciais nos planetas do sistema solar da Terra e além. Por exemplo, os cientistas especulam que Marte já teve uma atmosfera mais espessa, mas que foi perdida ao longo de milhares de milhões de anos de erosão solar.
A fuga atmosférica também poderia explicar a origem de uma classe de planetas chamados “super-Terras”, que são ligeiramente maiores que o nosso mundo.
"Muitas evidências sugerem que as super-Terras começaram como planetas do tamanho de Netuno, com atmosferas grandes e fofas, e depois caíram em massa, deixando apenas núcleos rochosos e possivelmente atmosferas finas", disse Francisco.
Ele disse que o maior legado do CUTE pode ser o seu impacto nos alunos. A pequena equipe de cerca de 20 pessoas está envolvida em quase todos os aspectos da vida da espaçonave – desde a construção do satélite até o lançamento e envio de comandos até o download e análise de dados científicos. O CUTE está atualmente orbitando cerca de 326 milhas (525 quilômetros) acima da superfície da Terra e deverá reentrar na atmosfera em 2027.
"Todas estas coisas estão a acontecer nas grandes missões da NASA, apenas numa escala muito maior, e os nossos estudantes e cientistas em início de carreira estão a obter a experiência completa desde a fase de proposta até ao lançamento dos produtos científicos."
Fonte compilada: ScitechDaily