Efeito estufa levado a extremos
Nosso sistema solar é relativamente incomum com sua divisão em quatro mundos rochosos no interior e outros quatro planetas de gás e gelo no exterior. O que lhe falta, por exemplo, é um chamado “Júpiter Quente”: um gigante a gás do tamanho de nosso Júpiter que orbita muito perto de sua estrela-mãe e assim aquece de forma extremamente forte. Qualquer um que queira aprender algo sobre os Hot Jupiters deve, portanto, olhar para a distância. Tal espécime aparece em muitos dos mais de 5000 sistemas planetários catalogados até agora.
O que esses tipos de planetas têm em comum? Pesquisadores do University College London (UCL) observaram as atmosferas de 25 desses exoplanetas para um estudo, analisando-os usando a maior quantidade de dados de arquivo já utilizada em um único levantamento de exoplanetas. O grupo utilizou dados de 600 horas de observações de Hubble, que complementaram com mais de 400 horas de observações do Telescópio Espacial Spitzer. Seus dados incluíam eclipses para todos os 25 exoplanetas e trânsitos para 17 deles. Um eclipse ocorre quando um exoplaneta passa atrás de sua estrela como visto da Terra, e um trânsito ocorre quando um planeta passa em frente de sua estrela. Tanto os dados de eclipse quanto os dados de trânsito podem fornecer informações importantes sobre a atmosfera de um exoplaneta.
Uma descoberta importante é que se o planeta é tão quente que sua atmosfera contém vapores metálicos, então há também uma inversão de temperatura. Isto significa que a atmosfera é mais quente na parte superior do que na parte inferior. Na Terra, mas também em nosso Júpiter, é o contrário. O estudo também descobriu que quase todos os exoplanetas com atmosfera termicamente invertida eram extremamente quentes, com temperaturas acima de 2000 Kelvin. Sob estas condições, os óxidos metálicos TiO (óxido de titânio), VO (óxido de vanádio) e FeH (hidreto de ferro) são estáveis em uma atmosfera. Dos exoplanetas que têm inversões térmicas, quase todos foram encontrados com H-, TiO, VO ou FeH em suas atmosferas.
Agora a correlação não equivale necessariamente à causalidade. Entretanto, o grupo encontrou um argumento convincente para que a presença de H-, TiO, VO ou FeH possa levar à inversão térmica: Todas estas espécies metálicas são aparentemente muito eficientes absorvedores de luz da estrela mãe. Assim, eles levam o efeito estufa a extremos. Quanto mais quente fica, mais metal entra na atmosfera, e mais quente fica então.
A Terra ainda tem um longo caminho a percorrer até lá – somente quando for engolida pelo sol em cerca de cinco bilhões de anos deverá estar quente o suficiente para vaporizar os metais. Mas a Terra ainda não se tornará um Júpiter Quente – ela é simplesmente muito frágil para isso.