Super bizarro

Aug 12, 2023

A molécula de hidreto de cromo é normalmente encontrada em estrelas, mas foi descoberta na atmosfera do quente Júpiter WASP-31b, que é um dos exoplanetas mais leves já vistos.

Os astrônomos descobriram pela primeira vez uma rara molécula sensível à temperatura que geralmente está associada a estrelas na atmosfera de um exoplaneta.

A "molécula do termômetro" de hidreto de cromo é abundante em uma faixa estreita de temperaturas entre 1.700 graus Fahrenheit e 3.140 graus Fahrenheit (926 a 1.730 graus Celsius). Foi descoberto na atmosfera do exoplaneta "Júpiter quente" WASP-17b, que orbita uma estrela do tipo F localizada a cerca de 1.250 anos-luz da Terra.

A descoberta de tal hidreto metálico – um metal ligado ao hidrogénio para formar um novo composto – na atmosfera de um planeta alienígena poderia permitir aos cientistas medir as temperaturas dos mundos fora do sistema solar de uma nova forma.

“As moléculas de hidreto de cromo são muito sensíveis à temperatura”, disse a principal autora da pesquisa, Laura Flagg, pesquisadora associada da Universidade Cornell, em Nova York, em um comunicado. "Em temperaturas mais altas, você vê apenas o cromo. E em temperaturas mais baixas, ele se transforma em outras coisas. Portanto, há apenas uma faixa específica de temperatura onde o hidreto de cromo é visto em grandes abundâncias."

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Descoberto em 2010, WASP-17b já era conhecido por ser um exoplaneta extraordinário e extremo antes de a equipe encontrar hidreto de cromo em sua atmosfera. O quente Júpiter está localizado a apenas 4,3 milhões de milhas (6,9 milhões de quilómetros) da sua estrela-mãe, tão perto que completa uma órbita em apenas 3,4 dias terrestres.

Esta proximidade com a estrela hospedeira, chamada WASP-17, causa temperaturas extremas no quente Júpiter de cerca de 1.130 graus Celsius (2.060 graus Fahrenheit), conforme confirmado por Flagg e sua equipe. Essa temperatura é ideal para hospedar moléculas de hidreto de cromo.

A temperatura extrema do WASP -17b tem outra consequência: fazer com que a atmosfera do gigante gasoso "exploda". Isso significa que, apesar de ter uma massa inferior à metade da de Júpiter, o Wasp-17b é mais de 1,5 vezes maior que o nosso. o maior planeta do sistema solar. Isso dá ao Wasp-17b uma densidade de cerca de 13% da de Júpiter, ou cerca de 0,17 gramas por centímetro cúbico.

Em comparação, um marshmallow tem densidade de 0,21 gramas por centímetro cúbico. Portanto, WASP-17b, um dos exoplanetas mais leves já descobertos, é na verdade menos denso que um marshmallow.

A equipe de astrônomos detectou hidreto de cromo na atmosfera de WASP-17b enquanto usava espectroscopia de alta resolução. Elementos e compostos químicos absorvem luz em comprimentos de onda específicos, deixando suas impressões digitais características no espectro de luz proveniente de uma estrela, que pode ser avaliada por espectroscopia.

Flagg e seus colegas compararam os espectros de luz provenientes de uma estrela quando os planetas em sua órbita estavam ao seu lado com os espectros provenientes da estrela quando o planeta transita, ou cruza, a sua face. Neste segundo caso, a luz da estrela tem de atravessar a atmosfera do planeta em trânsito, e assim, a equipa pode detectar as impressões digitais que não estavam presentes nos espectros de luz recolhidos apenas da estrela. Isto informa à equipe quais desses elementos e compostos existem na atmosfera do planeta.

“A alta resolução espectral significa que temos informações muito precisas sobre o comprimento de onda”, disse Flagg. "Podemos obter milhares de linhas diferentes. Nós as combinamos usando vários métodos estatísticos, usando um modelo - uma ideia aproximada da aparência do espectro - e comparamos com os dados, e combinamos. Se corresponder bem, há um sinal.

"Tentamos todos os modelos diferentes e, neste caso, o modelo de hidreto de cromo produziu um sinal."

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