Vapores de lua vulcânica ardente detectados fora do sistema solar: WebCuriosos

Em torno de uma estrela vizinha, a apenas 635 anos-luz de distância, os astrônomos encontraram ainda mais evidências de uma lua absolutamente repleta de vulcões.

Há uma nuvem gigante de sódio consistente com a atividade vulcânica, orbitando um exoplaneta chamado WASP-49b, que por sua vez orbita uma estrela anã amarela chamada WASP-49.

E como sabemos que o sódio vem de uma exolua? O exoplaneta é um gigante gasoso, é improvável que hospede vulcões – e a nuvem de sódio está fora de sincronia com a órbita do exoplaneta, mas é exatamente o que poderíamos esperar se WASP-49b tivesse uma lua vulcânica rochosa.

“Achamos que esta é uma evidência realmente crítica”, diz o astrofísico Apurva Oza do Instituto de Tecnologia da Califórnia. “A nuvem está se movendo na direção oposta à que a física nos diz que deveria estar se fizesse parte da atmosfera do planeta.”

As luas deveriam estar espalhadas por toda a Via Láctea em uma profusão gloriosa. Aqui no Sistema Solar, as luas superam dramaticamente o número de planetas que orbitam: elas contam quase 300 conhecidos no momento em que este artigo foi escrito, em comparação com apenas oito planetas.

No entanto, encontramos muito poucas evidências dessas luas extrasolares. Encontrar exoplanetas já é bastante difícil – as evidências de exoluas são tão pequenas que não conseguimos detectá-las ou, se o conseguimos, existem explicações melhores para isso.

Tal como acontece com muitas detecções no espaço, o que encontramos primeiro é provavelmente um valor atípico extremo, cujo sinal é grande e estranho o suficiente para ser detectado, e para caber apenas numa gama estreita de explicações.

Este parece ser o caso do WASP-49b. De volta em 2017um artigo sobre a atmosfera do exoplaneta revelou a presença de uma camada de sódio que envolve o gigante gasoso, em altitudes incomuns, muito superiores às suas nuvens.

Em 2019, Oza e os seus colegas publicaram um artigo expondo o seu argumento de que o sódio foi gerado, não pelo exoplaneta, mas por uma exolua em órbita, semelhante, mas muito mais vulcânica do que a lua de Júpiter, Io.

Já encontramos exoplanetas vulcânicos antes. Eles tendem a ser mundos rochosos com características que indicam vulcanismo, como excentricidade orbital pronunciada, perfis de temperatura ou propriedades atmosféricas.

Os gigantes gasosos não têm vulcões, uma vez que são terrestres por natureza, mas permaneceu a possibilidade de que a assinatura de sódio observada em WASP-49b fosse o produto da atividade planetária, como um vento planetário. Oza e os seus colegas têm vindo a recolher dados para confirmar a sua descoberta anterior de que a nuvem de gás era provavelmente de origem exolunar.

Eles usaram o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul para observar a estrela e seu exoplaneta durante quatro noites.

Nós já sabia que o exoplaneta tem 0,37 vezes a massa e 1,1 vezes o raio de Júpiter, orbitando a sua estrela semelhante ao Sol uma vez a cada 2,8 dias. Quando os investigadores analisaram longa e atentamente o sistema, descobriram que a nuvem de sódio não está constantemente presente, mas vai e vem, desaparecendo atrás do exoplaneta e da estrela em intervalos irregulares.

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O sódio neutro fotoioniza em minutos, o que significa que não pode durar muito tempo nas proximidades de uma estrela sem ganhar carga. Como o sódio detectado pela equipe é neutro, isso significa que sua produção deve ser constante e contínua.

Uma possível explicação seria a produção dentro do exoplaneta; mas os intervalos em que a nuvem de sódio apareceu estavam fora de sincronia com a rotação do WASP-49b, o que significa que não poderia estar ligada a um local dentro do exoplaneta.

Oza e seus colegas usaram modelagem computacional e determinaram que o sinal observado é mais consistente com uma exolua vulcânica orbitando WASP-49b uma vez a cada oito horas ou mais.

Graças à relação entre Júpiter e Io, temos uma boa ideia de como e por que esta exolua é tão vulcânica. Provavelmente está sendo empurrado e puxado pela atração gravitacional enquanto orbita WASP-49b, talvez até por outras luas, já que Io é puxado por as outras luas galileanas de Júpiter.

Está também extremamente próximo do seu companheiro planetário, o que significa que, somado à sua perda de massa devido ao vulcanismo, é provável que a sua órbita decaia em escalas de tempo relativamente curtas, resultando numa eventual queda no WASP-49b.

“Se realmente houver uma lua lá, ela terá um final muito destrutivo”. Oza diz.

As descobertas foram publicadas em As cartas do jornal astrofísico.