XXIV-1 - PLANETAS GASOSOS QUENTES

 

Acima vemos as novas classificações planetárias dos gigantes gasosos

São planetas de tamanho e constituição semelhantes a dos nossos gigantes gasosos, mas com características e composições atmosféricas diferenciadas dependendo da sua formação, e da proximidade da estrela mãe.

Como os nossos gigantes gasosos, seu sistema de satélites é que poderia nos ser atrativos, dependendo da região do sistema estelar.

Imagem do Júpiter quente orbitando a estrela AB PIC obtida pelo grande telescópio do ESO.

PLANETAS GASOSOS QUENTES

   

Como o próprio nome diz, são planetas gasosos sem comparativos no do sistema solar.

São planetas com representantes apenas extra-solares, estes se encontram muito próximos de sua estrela. No sistema Solar, os pequenos planetas rochosos estão perto do Sol, enquanto os gigantes de gás estão muito mais longe. Embora sejam comuns no universo,  planetas tipo Júpiter quentes diferem totalmente dos planetas que encontramos em nosso sistema solar devido as condições atmosféricas atípicas se comparado com os nossos gasosos.

Talvez Mercúrio fosse num passado remoto um destes representantes planetários, o que indicaria em tese que seu sistema estelar ainda seria jovem.

Planetas assim são uma prova de que estes astros podem migrar da sua orbita, para outra longe da região onde se formou e lhe propiciou matéria suficiente para ter forma de gigante gasoso.

Esquema de migração orbital.

Seja qual for a causa, da migração orbital, como um planemos capturado ou a passagem por sistemas estelares próximo, causas já suficientes para alterar gravitacionalmente os corpos do sistema estelar em questão.

Caso os planetas sejam ricos em gases como amônia, metano ou hidrogênio, caracterizariam uma gênese de uma estrela de segunda geração no máximo. Caso tivesse carbono, sódio e oxigênio bem como outros elementos com maior abundancia, poderia sugerir um sistema formado a partir da terceira ou mais gerações estelares.

Gigantes quentes são fáceis de serem detectados, porque à medida que passam na frente de uma estrela, provocam uma grande queda no brilho dela. A atração gravitacional dos planetas muitas vezes faz com que suas estrelas mãe oscilem também. Teoricamente possuem vida efêmera, pois pela proximidade da estrela, ou são consumidos ou evaporados pelo astro central.

Planetas Jovianos Quentes

São planetas semelhantes a Júpiter em massa e dimensões.

Como exemplo clássico de Júpiter quente, temos um que se encontra no sistema de Virgem, um gigante gasoso Joviano, a apenas 72 milhões de km de sua estrela. Mas como veremos abaixo teremos exemplos bem exóticos desta nova categoria de Planetas!

TIPOS EXTREMOS DE JOVIANOS QUENTES

PLANETA HD 209458b OSÍRIS

Osíris foi o primeiro planeta extra solar a ser descoberto no ano de 1995.

O caso de Júpiter quente é um planeta de nome Osíris, que situa-se a apenas 6,5 milhões de anos luz de sua estrela, este astro possui mais de 200 vezes a massa da terra e uma temperatura média diária de mais de 1000ºC, o HD 209485b tem um diâmetro 1,3 vezes o de Júpiter, a sua massa é 0,7 vezes a de Júpiter. Em cada 3,5 dias ocorre um trânsito, que dura 3 horas e eclipsa 1,5% do disco da estrela mãe com qual sua proximidade o faz perder 10 000 toneladas métricas de gases por segundo, através do vento solar e ação gravitacional.

Atmosfera de Osíris

A atmosfera de HD 209485b é complexa, composta por sódio na baixa atmosfera e hidrogênio, oxigênio e carbono na alta atmosfera.

A sua extensa atmosfera cobre 15% do disco da estrela durante os eclipses. Os astrônomos calculam que a quantidade de hidrogênio que escapa de HD209485b é, pelo menos, 10 000 toneladas por segundo formando uma cauda de hidrogênio tem 200 000 km de extensão. A estrela à volta da qual Osíris orbita é HD 209485, uma estrela amarela semelhante ao Sol e que se encontra a 150 anos-luz de nós, na constelação de Pégaso. 
Por outro lado, foi surpreendente descobrir átomos de carbono e oxigênio num envelope extenso à volta do planeta. Pois embora tanto o carbono como o oxigênio já tenham sido observados em Júpiter e Saturno, encontravam-se sempre combinados com metano e água, nas camadas mais baixas da atmosfera.

O hidrogênio é o elemento mais leve e, comparativamente, o oxigênio e o carbono são muito mais pesados. Este fato levou os cientistas a concluírem que o processo que ocorre na atmosfera de Osíris é mais eficiente do que a simples evaporação. O gás é puxado a uma velocidade superior a 35000 km/h e até os elementos mais pesados são literalmente arrancados. 

   

Este escapamento de hidrogênio e Hélio gera grande nevoa ao redor do planeta e como uma cauda como a de um cometa, que deixa um rastro em espiral ao redor da estrela para posteriormente ser varrido pelo vento estelar para os confins do sistema planetário.

A cauda do Gigante Osíris

 

A um extenso envelope elipsoidal de oxigênio e carbono descoberto à volta do bem conhecido planeta extra-solar HD 209458b (também conhecido por Osíris). Os átomos de carbono e oxigênio são arrancados da baixa atmosfera com o fluxo de átomos de hidrogênio que estão a escapar da atmosfera, num processo chamado blow off atmosférico. Crédito: ESA & A. Vidal-Madjar (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, France).O inchaço de sua atmosfera pela atração da estrela e o vazamento de gases permitiu que este fosse o primeiro planeta a possuir sua atmosfera analisada fora do sistema solar. Para surpresa foram verificados vários elementos essenciais para a vida como sódio, carbono, oxigênio e hidrogênio.

Origem da composição do Planeta Osíris

Estes elementos indicam um planeta oriundo de matéria estelar a partir da segunda ou mais correto terceira geração, por isto tantos elementos de maior peso atômico. Isso quer dizer em poucas palavras que a poeira que originou este sistema estelar já possuía certa idade, e possivelmente já fora o berço de pelo menos outras duas estrelas, que nasceram e morreram nesta região do espaço.

Planeta 51 Pégasos B Beliro Font

O exoplaneta chamado de Beliro Font é um exemplo de Júpiter quente, está situado ao redor da estrela 51 do Pégasos . Por analise espectrográfica temos temperaturas superficiais que variam de 600 a 1000 ºC, o suficiente, aliado juntamente com a alta gravidade, para gerar, em alguns casos, nuvens de ferro vaporizado entre outros fenômenos climáticos extremos.

Beliro Font tem uma orbita ao redor de sua estrela a cada 04 dias, muito mais rápido do que qualquer outro planeta conhecido atualmente.

 Como estão muito próximos da estrela mãe o planeta e sujeito a marés e paralisação rotacional, ou seja, uma face é sempre voltada para estrela e outra sempre para a escuridão do espaço.

As camadas gasosas superficiais aquecidas por receberem uma quantidade de luz 10 000 vezes maior que o nosso Júpiter, geraram ventos de milhares de km por hora. Conforme as camadas superiores se agitam são substituídas por camadas mais frias que ascendem das camadas inferiores e do lado oposto a estrela, criando severas tormentas. Possivelmente não a água, mas não quer dizer que não chova.

As nuvens de tempestades podem em determinadas circunstancias contem vapor de ferro o suficiente para gerar chuvas torrenciais do metal, no estado derretido e incandescente.

Concepção artística de um temporal de ferro liquido.

Planeta KIC 12557548

 

Esse gigante gasoso tem 1,78 vezes a massa de Júpiter, seu período orbital é de somente 1,5 dias ao redor de sua estrela, situa-se a cerca de 1500 anos luz de distância a Terra na constelação de Unicórnio.

Sua proximidade da estrela mãe pode sugerir uma possível colisão antes de perder toda sua atmosfera, que seria varrida para o interior deste sistema planetário. Esse planeta que orbita sua estrela homônoma está se desintegrando, por causa de sua elevada temperatura pela proximidade da estrela, a proximidade faz com que, conforme a orbita, deixe para trás uma longa cauda, semelhante à de um cometa. O planeta possui temperaturas atmosféricas de quase 2.000ºC. Neste ritmo, daqui a 100 milhões de anos, o planeta não existirá mais.

Planeta HD189733b

Há a apenas 63 anos-luz da Terra fora descoberto um gigante gasoso de cor azul, mas longe de ser um mundo paradisíaco os pesquisadores dizem que a cor azul na atmosfera provavelmente vem de uma chuva de vidro fundido.

Esta chuva de vidro superquente é apenas uma consequência da proximidade entre o Joviano gasoso HD189733b e seu sol, o que torna as temperaturas do dia tão altas quanto 930 graus Celsius, aliados a elementos mais pesados que compõe a atmosfera do obre como silício.

Um novo conjunto de observações do planeta em raios-X sugere também que HD189733b tem uma atmosfera exterior que é muito maior do que o esperado, e que está evaporando rapidamente. Esta evaporação que nos foi possível constatar grandes volumes de agua em sua atmosfera.

A atmosfera está fugindo do planeta a uma taxa de 100 a 600 milhões de quilos por segundo, principalmente as camadas mais altas, propensas ao contato direto com a intensa radiação estelar, que pode dar brilhantes auroras em todo o planeta devido à intensa radiação estelar, mas isso é especulação até o momento.

PLANETA Tr-ES-2b

Este planeta está localizado à 750 anos-luz de distância, e foi muito trabalhoso sua descoberta, não pela distância, nem pela localização, mas sim pela sua escuridão.

Devido a sua composição química, ainda não tão bem conhecida ele só reflete 01% da luz que o atinge. Mais escuro que carvão ou tinta acrílica preta, é quase tão escuro quanto um buraco negro. É o corpo celeste mais escuro já observado.

Os astrônomos descobriram que ele é um gigante gasoso pouco maior que Júpiter e orbita sua estrela muito de perto.

Novos estudos estabelecem restrições pela busca por exoplanetas similares a Terra perto de exoplanetas parecidos com Júpiter. Os cientistas neste trabalho explicam que os movimentos de migrações planetárias, após a formação dos astros como Júpiter, que poderão se tornar quentes, provavelmente perturbarão a formação de similares a Terra. No nosso sistema solar algo assim pode ter acontecido com Vênus, pois sua rotação é mais lenta que a translação, e seu sentido é contrário, de orbita, se comparado a todos os demais Planetas, sugerindo talvez o indicio de passagem de uma planeta tipo Joviano por sua órbita.

Ao passar próximo a Vênus poderia ter desviado outro planeta telúrico ao seu encontro, que teria se chocado e invertido sua rotação ou e possivelmente também, simplesmente pela proximidade, e antes do gigante perder sua atmosfera, fazendo com que um dia completo em Vênus dure meses.

Em alguns casos poderiam no processo migratório capturar astros como a Terra, e incorporando-os no seu séquito de satélites, e por eras lhes dar abrigo e proporcionar condições de vida, quando estes gigantes cruzarem, zonas habitáveis em seu rumo a estrela do seu sistema.

CoRoT-10b

O CoRoT-10b tem a particularidade de ter uma órbita bastante excêntrica pelo que no periastro passa muito próximo da sua estrela  hospedeira. Ao longo dos 13 dias do seu período orbital, a temperatura das camadas superiores da atmosfera do planeta varia entre os 250 e os 600 graus (Celsius).

CoRoT-11b

O CoRoT-11b tem a particularidade de orbitar uma estrela hospedeira que tem uma rotação extremamente rápida, 40 horas em vez dos 26 dias do nosso Sol.

CoRoT-12b

O planeta Joviano CoRoT-12b é um “Júpiter Quente” com a atmosfera inchada muito para lá do que os modelos teóricas para as atmosferas destes planetas preveem. Ainda não se sabe porque é que alguns destes planetas têm as atmosferas tão distendidas.

CoRoT-13b

O planeta CoRoT-13b é duas vezes mais maciço que Júpiter e parece ter um núcleo de rocha e gelo no seu interior com cerca de 16 vezes a massa da Terra.

CoRoT-14b

O Planeta  CoRoT-14b tem 7.5 vezes a massa de Júpiter e 6 vezes a densidade do mesmo, orbitando a sua estrela hospedeira em 1.5 dias. Trata-se assim de um planeta fortemente irradiado e muito maciço, uma combinação rara.

PLANETA HD 149026b

É somente o planeta joviano mais quente até então conhecido com temperaturas superficiais na casa dos 2000ºC. Seu tamanho é um pouco menor que o de saturno, mas com uma massa mais densa que este, com a presença de metais pesados. O planeta está situado a 279 anos luz de distância da Terra e foi descoberto no ano de 2005.

PLANETA WASP 18b

Um planeta joviano que está indo para sua destruição! O primeiro até então que se tinha sido visto em um momento raro no campo da observação espacial! O planeta descoberto em 2007 já está em orbita espiral ao redor de sua estrela e não demorara muito para se fundir ao astro de seu sistema solar.

Saturnianos Quentes

 

Embora Kepler-7b tem apenas metade da massa de Júpiter, possui um volume oito vezes maior.

Um planeta denominado de Saturno quente e um planeta dilatado, devido à sua densidade semelhante à de Saturno no sistema solar.
São assim chamados às vezes os planetas gigantes gasosos com um grande raio e com densidade muito baixa. 
Esses planetas são inchados, por orbitar perto de sua estrela e o intenso calor da desta aliado ao aquecimento interno do planeta expandem a sua atmosfera.
 Seis planetas com raio grande e de baixa densidade foram detectados pelo método de trânsito planetário:
 HAT-P-1b, COROT-1b, TrES-4, WASP-12b, WASP-15b, WASP-17b, KELT-4Ab e Kepler-7b.

 Alguns Jovianos quentes foram detectados por velocidade radial que poderiam ser planetas dilatados. A maioria destes planetas estão duas vezes abaixo da massa de Júpiter.

Netunianos Quentes

Planetas gasosos como Netuno, com pouco Hélio e Hidrogênio (cerca de 20%), e ricos em metano e Amônia situados na zona quente.Tem como características climáticas, uma atmosfera de intensa movimentação, com gases mais variados em sua constituição e uma interação e combinação bem maior dos mesmos. Violentos ventos e tempestades seriam característica destes obres. 

Sua constituição química logicamente dependeria do sistema estelar a que é parte. Se rico em gases como amônia e metano ou hidrogênio, caracterizariam uma estrela de segunda geração no máximo. Caso tivesse carbono, sódio e oxigênio bem como outros elementos com maior abundancia, poderia sugerir um sistema formado a partir da terceira ou mais geração estelar.

exemplo de Netuniano quente o planeta do sistema Klepler-47b

Planeta KOI-314C

Situado a 200 anos-luz de distância, é 60% maior que a Terra, tem uma atmosfera gasosa, e orbita uma estrela anã vermelha. Embora seja muito maior, tem a mesma massa que a Terra, e uma  atmosfera  muito espessa.

Este mini-Netuno orbita uma estrela anã vermelha a uma distância tão próxima que as temperaturas em sua atmosfera podem ser tão altas quanto 104ºC. O planeta KOI-314C é apenas 30% mais denso que a água sugerindo que ele esteja envolto por um manto de hidrogênio e hélio com centenas de quilômetros de espessura.

Por estas características os cientistas acreditam que ele pode ter começado sua vida como um mini-Netuno em uma zona mais fria e migrado para o centro de seu sistema estelar fazendo que parte de sua atmosfera infle pela intensa radiação devido a proximidade da estrela-mãe.

Gliese 436 b um Netuniano quente

Um planeta do tamanho de Netuno orbita uma estrela anã vermelha chamada Gliese 436, e completa uma órbita completa em apenas 2 dias e 15,5 horas. Esse curto período orbital indica que o planeta em questão está localizado muito perto de Gliese 436, talvez orbitando sua estrela a uma distância que é cerca de 13 vezes mais perto do que Mercúrio (o planeta mais interno do nosso sistema solar) está do sol. 

Por incrível que pareça, os astrônomos acreditam que o planeta possa abrigar uma grande concentração de uma forma exótica de água gelada quente (agora chamada de “Ice-x”). A substância líquida pode permanecer sólida, apesar das temperaturas devastadoramente quentes, superiores à 400ºC. Devido a massa planetária aliado a temperaturas e pressões ainda não bem conhecidas seus efeitos, este mundo gasoso poderia ser um paraíso de H²O no seu sistema planetário!

CoRoT-8b

O planeta CoRoT-8b que tem aproximadamente 60 vezes a massa da Terra. Semelhante aos outros Netunianos de zona quente, se encontra bem próximo a sua estrela hospedeira.