O Surpreendente Upsilon And-b

Uma equipa de astrónomos liderada por Ian Crossfield da Universidade da Califórnia, Los Angeles, e que inclui nomes famosos como Drake Deming e Sara Seager, utilizou o observatório espacial Spitzer para observar a estrela Upsilon da constelação Andrómeda durante 5 dias em Fevereiro de 2009. Nesta altura, o Spitzer não tinha ainda gasto completamente o hélio líquido que mantinha os seus instrumentos a apenas alguns graus acima do zero absoluto e no máximo de sensibilidade. A precisão atingida é tal que, na realidade, o Spitzer observou não só a estrela mas também um Júpiter Quente que orbita a estrela em apenas 4.6 dias, mas sem realizar trânsitos. A esta distância, e com uma órbita sensivelmente circular, este planeta, designado de Upsilon And-b, apresenta sempre a mesma face voltada para a estrela. Para planetas com esta configuração, esperar-se-ia que as temperaturas atmosféricas mais elevadas ocorressem no ponto virado directamente para a estrela. Observações de exoplanetas como o HD189733b mostraram que na realidade o ponto mais quente da atmosfera se encontra deslocado alguns graus para lá deste ponto, no sentido da rotação do planeta. A explicação para este fenómeno envolve ventos atmosféricos supersónicos que transportam o calor rapidamente em torno do planeta. No caso do HD189733b, o deslocamento angular observado é de cerca de 30 graus.

As novas observações do Upsilon And-b revelaram algo surpreendente. O ponto mais quente da atmosfera do planeta está deslocado cerca de 80 graus relativamente ao ponto da atmosfera mais próximo da estrela ! Por outras palavras, o ponto mais quente está quase sobre o terminador (90 graus), na divisória entre o lado diurno e nocturno do planeta. Vejam o gráfico seguinte:

A curva que melhor se ajusta às observações corresponde a um deslocamento do ponto mais quente da atmosfera em cerca de 80 graus. Como é que foi possível chegar a esta conclusão ? Imaginem que observam o sistema durante uma órbita completa de 4.6 dias. Imaginem também que o deslocamento referido é de 0 graus. Quando o planeta se encontra exactamente do lado oposto da estrela relativamente à nossa linha de visão, o Spitzer deveria detectar o máximo de brilho do sistema, pois o ponto mais quente da atmosfera se encontra alinhado com a Terra. Se o deslocamento fosse de 30 graus, por exemplo, o Spitzer observaria o máximo de brilho do sistema algum tempo depois, quando o planeta percorresse um arco de mais 30 graus na sua órbita (os astrónomos conseguem saber com exactidão para um dado instante a posição, ou fase, do planeta na órbita com base em medições da velocidade radial do sistema). No caso do Upsilon And-b, o Spitzer observou o máximo de brilho do sistema, quando o planeta se situava quase ao lado da estrela quando visto da Terra (o ângulo planeta-estrela-Terra é quase 90 graus). Nesta situação, estamos a observar radiação infravermelha proveniente em quantidades quase iguais do lado diurno e nocturno do planeta. A equipa especula sobre alguns mecanismos que poderiam explicar o fenómeno como ventos supersónicos que geram ondas de choque na atmosfera e interacções com o campo electromagnético da estrela. No entanto, concluem, este resultado só mostra como é incompleto o nosso conhecimento sobre as atmosferas destes planetas gigantes.

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