Indícios de uma exolua vulcanicamente ativa

De acordo com uma observação inicial, o satélite se parece com Io, lua de Júpiter, e está situado a cerca de 550 anos-luz da Terra

Impressão de artista de uma exo-Io vulcânica a sofrer extrema perda de massa. A exolua escondida está rodeada por uma nuvem irradiada de gás que brilha num tom laranja-amarelado, como vista através de um filtro de sódio. As manchas de nuvens de sódio parecem seguir a órbita lunar, possivelmente conduzidas pela magnetosfera do gigante gasoso. Crédito: Thibaut Roger/Universidade de Berna  

Uma exolua com lava borbulhante pode orbitar um planeta a 550 anos-luz de distância. Isto é sugerido por uma equipa internacional de investigadores liderada pela Universidade de Berna, com base em previsões teóricas que coincidem com observações. A "exo-Io" parece ser uma versão extrema da lua de Júpiter, Io.

A lua Io de Júpiter é o corpo mais vulcanicamente ativo do nosso Sistema Solar. Hoje, existem indícios de que uma lua ativa para lá do nosso Sistema Solar, uma exolua, poderá estar escondida no sistema exoplanetário WASP-49b. "Seria um mundo vulcânico perigoso com uma superfície derretida de lava, uma versão lunar de super-Terras íntimas como 55 Cancri-e," disse Apurva Oza, pós-doutorado do Instituto de Física da Universidade de Berna e associado do NCCR PlanetS (National Centre of Competence in Research PlanetS), "um local onde os Jedis vão para morrer, perigosamente familiar ao caso de Anakin Skywalker".

Mas o objeto que Oza e colegas descrevem no seu artigo científico parece ser ainda mais exótico do que a ficção da saga "Guerra das Estrelas": a possível exolua orbitaria um gigante gasoso e quente, que por sua vez orbitaria a sua estrela hospedeira em menos de três dias - um cenário a 550 anos-luz de distância na direção da discreta constelação de Lebre, por baixo da brilhante constelação de Orionte.

O gás sódio como evidência circunstancial

Os astrónomos ainda não descobriram uma lua rochosa para lá do nosso Sistema Solar e é com base em evidências circunstanciais que os investigadores de Berna concluem a existência da exolua: o gás sódio foi detetado em WASP-49b a uma altitude anormalmente alta.

"O gás neutro de sódio está tão longe do planeta que é improvável que seja emitido apenas por um vento planetário," explicou Oza. As observações de Júpiter e de Io, no nosso Sistema Solar, pela equipa internacional, juntamente com cálculos de perda de massa, mostram que uma exolua pode ser uma fonte muito plausível do sódio em WASP-49b. "O sódio está exatamente onde deveria estar," diz o astrofísico.

As marés mantêm o sistema estável

Já em 2006, Bob Johnson da Universidade da Virgínia (EUA) e o falecido Patrick Huggins, da Universidade de Nova Iorque (EUA), tinham mostrado que grandes quantidades de sódio num exoplaneta podiam apontar para uma lua ou anel oculto de material e, há dez anos, os investigadores de Virginia calcularam que um sistema tão compacto de três corpos - estrela, planeta gigante muito íntimo e lua - podia permanecer estável durante milhares de milhões de anos. Apurva Oza era na altura estudante na Universidade da Virginia e, após o seu doutoramento em atmosferas lunares em Paris, decidiu continuar os cálculos teóricos destes cientistas. Ele publicou agora os resultados do seu trabalho em conjunto com Johnson e colegas na revista The Astrophysical Journal.

"As enormes forças de maré em tal sistema são a chave de tudo," explicou o astrofísico. A energia libertada pelas marés até ao planeta e à sua lua mantêm a órbita da lua estável, simultaneamente aquecendo-a e tornando-a vulcanicamente ativa. No seu trabalho, os investigadores foram capazes de mostrar que uma pequena lua rochosa pode libertar mais sódio e potássio para o espaço através deste vulcanismo extremo do que um planeta gigante gasoso, especialmente a grandes altitudes.

"As linhas de sódio e potássio são tesouros quânticos para nós, astrónomos, porque são extremamente brilhantes," acrescentou Oza. "As lâmpadas que iluminam as nossas ruas com uma neblina amarelada são semelhantes ao gás que estamos agora a detetar nos espectros de uma dúzia de exoplanetas."

"Precisamos de encontrar mais pistas"

Os investigadores compararam os seus cálculos com estas observações e encontraram cinco sistemas candidatos onde uma exolua escondida pode sobreviver contra a evaporação térmica destrutiva. Para WASP-49b, os dados observados podem ser melhor explicados pela existência de uma exo-Io. No entanto, existem outras opções. Por exemplo, o exoplaneta pode estar rodeado por um anel de gás ionizado, ou processos não-térmicos. "Precisamos de encontrar mais pistas", admitiu Oza. Os cientistas estão, portanto, a contar com novas observações com instrumentos terrestres e espaciais.

"Enquanto a atual onda de investigação está a caminhar para a habitabilidade e para as bioassinaturas, a nossa assinatura é uma assinatura de destruição," comentou o astrofísico. Alguns destes mundos poderão ser destruídos daqui a alguns milhares de milhões de anos devido à extrema perda de massa. "A parte interessante é que podemos monitorizar estes processos destrutivos em tempo real, como fogos de artifício," disse Oza.

Fonte: Astronomia OnLine