🪐 O que a análise da atmosfera da exoplaneta Beta Pictoris b revela

Publicados na Astronomy & Astrophysics, dois novos estudos apresentam uma análise aprofundada da atmosfera do planeta Beta Pictoris b graças à interferometria no Very Large Telescope Interferometer (VLT). Essas observações permitiram obter, pela primeira vez, espectros infravermelhos de alta resolução de uma exoplaneta a partir do solo. A análise da razão carbono/oxigênio em sua atmosfera fornece pistas sobre seu processo de formação.


A espectroscopia das exoplanetas permite determinar a composição química e a estrutura térmica de suas atmosferas. Este campo está a ter um crescimento notável com a chegada do telescópio espacial James Webb (JWST). Mas as observações a partir do solo conservam uma grande vantagem: graças à interferometria, é possível combinar a luz de vários telescópios para obter o equivalente a um telescópio gigante capaz de detectar e caracterizar planetas próximos da sua estrela e inacessíveis para o JWST.

Observar a partir do solo: o poder da interferometria

Entre esses alvos, Beta Pictoris b destaca-se: este gigante gasoso faz parte de um sistema muito jovem (180 vezes mais jovem do que o nosso Sistema Solar). Ele orbita dentro de um conjunto de cinturões de gelo e poeira, análogos ao cinturão de Kuiper. Estudar este planeta permite compreender melhor as condições de formação e evolução dinâmica do Sistema Solar.

A sua proximidade com a sua estrela (nove vezes a distância Terra-Sol) torna, no entanto, a sua caracterização difícil pelo JWST. Dois novos estudos demonstram que a interferometria supera esta limitação. Eles apresentam espectros de Beta Pictoris b no infravermelho com uma precisão sem precedentes, que evidenciam o conteúdo molecular da atmosfera desta exoplaneta e medem a sua razão de abundância carbono/oxigênio. Esta última permite traçar o histórico de formação deste planeta.

Dois instrumentos do VLT para sondar a atmosfera do planeta

Estes trabalhos baseiam-se nos instrumentos de segunda geração GRAVITY e MATISSE, instalados no Very Large Telescope (VLT, Chile). Estes dois instrumentos interferométricos, desenvolvidos por consórcios internacionais que incluem vários laboratórios do CNRS, permitiram atingir uma alta resolução espectral e uma extensão para o infravermelho médio.

Esta abordagem torna possível uma análise fina de linhas e bandas de absorção molecular, assim como uma modelação detalhada das abundâncias de moléculas atmosféricas e a sua comparação com aquelas previstas pelos modelos de formação planetária.

Perspectivas inéditas para o estudo das exoplanetas

Os resultados confirmam que a razão carbono/oxigênio de Beta Pictoris b restringe fortemente o seu cenário de formação entre diferentes hipóteses.

Pode-se distinguir o colapso gravitacional, onde um planeta se forma por fragmentação e colapso do seu disco primordial, ou ainda a acreção sobre um núcleo planetário, onde um planeta se forma agregando pedaços de rocha e gelo cada vez maiores, e depois gás proveniente do seu disco primordial.

Estas observações constituem uma primeira demonstração das capacidades do MATISSE para observar exoplanetas. Em breve, o quarto catálogo da missão europeia Gaia, previsto para finais de 2026, deverá revelar uma variedade de exoplanetas gigantes jovens que poderão ser caracterizadas por interferometria no VLT.