O super-Terra 55 Cancri e (também conhecido como Janssen) é um pouco famoso, como são os exoplanetas. Originalmente descoberto em 2004, este mundo foi um dos poucos cuja descoberta antecedeu a Kepler missão. Em 2016, também foi o primeiro exoplaneta a ter sua atmosfera caracterizada com sucesso. Ao longo dos anos, vários estudos foram realizados neste planeta que revelaram algumas coisas bastante interessantes sobre sua composição e estrutura.
Por exemplo, os cientistas acreditavam que 55 Cancri era um "planeta diamante", enquanto trabalhos mais recentes baseados em dados do Telescópio Espacial Spitzer concluiu que sua superfície estava coberta de lagos de lava quente. No entanto, um novo estudo realizado por cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA indica que, apesar do intenso calor da superfície, 55 Cancri e possui uma atmosfera comparável à da Terra, porém muito mais quente!
O estudo, intitulado "Um caso para uma atmosfera na super-terra 55 Cancri e", apareceu recentemente em O Jornal Astrofísico. Liderada por Isabel Angelo (especialista em física na UC Berkeley) com a assistência de Renyu Hu - astrônomo e pesquisador do Hubble com JPL e Caltech -, o casal realizou uma análise mais detalhada da Spitzer dados para determinar a probabilidade e a composição de uma atmosfera em torno de 55 Cancri e.
Estudos anteriores do planeta observaram que essa super-Terra (duas vezes maior que o nosso planeta) orbita muito perto de sua estrela. Como resultado, possui um período orbital muito curto, de cerca de 17 horas e 40 minutos, e é travado por uma maré (com um lado constantemente voltado para a estrela). Entre junho e julho de 2013, Spitzer observou 55 Cancri e obteve dados de temperatura usando sua câmera infravermelha especial.
Inicialmente, os dados de temperatura eram vistos como uma indicação de que existiam grandes depósitos de lava na superfície. No entanto, depois de re-analisar esses dados e combiná-los com um novo modelo desenvolvido anteriormente por Hu, a equipe começou a duvidar dessa explicação. De acordo com suas descobertas, o planeta deve ter uma atmosfera espessa, pois os lagos de lava expostos ao espaço criariam pontos quentes de altas temperaturas.
Além disso, eles também observaram que as diferenças de temperatura entre o dia e a noite não eram tão significativas quanto se pensava anteriormente - outra indicação de uma atmosfera. Ao comparar as mudanças no brilho do planeta com os modelos de fluxo de energia, a equipe concluiu que uma atmosfera com materiais voláteis era a melhor explicação para as altas temperaturas. Como Renyu Hu explicou em uma recente declaração de imprensa da NASA:
“Se houver lava neste planeta, seria necessário cobrir toda a superfície. Mas a lava seria escondida da nossa vista pela atmosfera espessa. Os cientistas têm debatido se este planeta tem uma atmosfera como a Terra e Vênus, ou apenas um núcleo rochoso e sem atmosfera, como Mercúrio. O argumento para uma atmosfera agora está mais forte do que nunca.
Usando o modelo aprimorado de Hu de como o calor fluiria por todo o planeta e se irradiava de volta para o espaço, eles descobriram que as temperaturas do lado do dia teriam uma média de 2573 K (2.300 ° C; 4.200 ° F). Enquanto isso, as temperaturas no lado “frio” seriam em média de 1573 a 1673 K (1.300 a 1.400 ° C; 2.400 a 2.600 ° F). Se o planeta não tivesse atmosfera, as diferenças de temperatura seriam muito mais extremas.
Quanto à composição dessa atmosfera, Angelo e Hu revelaram que é provavelmente semelhante ao da Terra - contendo nitrogênio, água e até oxigênio. Embora muito mais quente, a densidade atmosférica também parecia ser semelhante à da Terra, o que sugere que o planeta provavelmente é rochoso (também conhecido como terrestre) em composição. Em contrapartida, as temperaturas são muito altas para que a superfície mantenha água líquida, o que torna a habitabilidade não necessária.
Por fim, esse estudo foi possível graças ao desenvolvimento de um método por Hu que facilita o estudo das atmosferas e superfícies dos exoplanetas. Angelo, que liderou o estudo, trabalhou nele como parte de seu estágio no JPL e adaptou o modelo de Hu para o 55 Cancri e. Anteriormente, esse modelo era aplicado apenas a gigantes de massa de gás que orbitam perto de seus respectivos sóis (também conhecido como "Hot Jupiters").
Naturalmente, existem questões não resolvidas que este estudo ajuda a levantar, como como 55 Cancri e evitou perder sua atmosfera no espaço. Dado o quão perto o planeta orbita sua estrela e o fato de estar travado por uma maré, ele estaria sujeito a quantidades intensas de radiação. Estudos futuros podem ajudar a revelar como é esse o caso e ajudarão a melhorar nossa compreensão de planetas grandes e rochosos.
A aplicação desse modelo a uma super-Terra é o exemplo perfeito de como a pesquisa sobre exoplanetas vem evoluindo nos últimos anos. Inicialmente, os cientistas estavam restritos a estudar gigantes gasosos que orbitam perto de suas estrelas (bem como de suas respectivas atmosferas), uma vez que esses são os mais fáceis de detectar e caracterizar. Mas, graças às melhorias na instrumentação e nos métodos, a gama de planetas que somos capazes de estudar está aumentando.
