Possível Detecção da Magnetosfera do Exoplaneta WASP-12b

(Imagens de uma simulação do WASP-12b em trânsito, incluindo o efeito do “bow-shock” provocado pela interacção entre a magnetosfera e o vento estelar. Crédito: Joe Llama et al.)

Descoberto em 2008 pelo projecto WASP (Wide Angle Search for Planets), o WASP-12b alcançou notoriedade pelas suas características notáveis. Trata-se de um “Júpiter Quente” que orbita uma estrela rica em “metais” de tipo espectral G0V, na constelação do Cocheiro, em pouco mais de 26 horas. Apesar de ter uma massa de 1.4 vezes a de Júpiter, o seu raio, determinado por trânsitos no visível, é de 1.7 vezes o de Júpiter (deveria ser sensivelmente idêntico). Devido à sua proximidade à estrela hospedeira, o WASP-12b tem uma temperatura de equilíbrio estimada em cerca de 2500 Kelvin !

Em 2010, observações realizadas no ultravioleta com o espectrógrafo COS (Cosmic Origins Spectrograph) do telescópio Hubble, demonstraram a existência de vários metais (e.g. sódio, estanho, manganésio, itérbio, escândio, manganésio, alumínio, vanádio e magnésio) na atmosfera do planeta que aparentemente seria muito mais distendida do que as observações no visível faziam supor. A sua verdadeira dimensão, incluindo as camadas mais difusas exteriores que absorvem radiação ultravioleta, seria de cerca de 3 vezes o raio de Júpiter. Na altura, os cientistas argumentaram que, com uma atmosfera tão distendida, parte do material deverá atravessar o lóbulo de Roche do planeta (a sua zona de atracção gravitacional) e ser inexoravelmente capturado pela estrela hospedeira. O planeta, concluíram, está lentamente a ser consumido pela estrela. Podem relembrar essa notícia aqui e aqui.

Hoje, uma equipa de astrónomos da Universidade de St. Andrews apresentou na conferência “UK National Astronomy Meeting” os resultados de um novo estudo dos dados obtidos em 2010 que coloca a interpretação canibalística em causa e adianta a possibilidade bem mais interessante de o planeta poder ter uma magnetosfera. A primeira pista surgiu com a observação de que os trânsitos do planeta no ultravioleta têm início antes do início do trânsito no visível. Na figura seguinte, o trânsito no visível está representado pela linha verde, as observações no ultravioleta realizadas com o Hubble são os pontos com as barras de erro (“as cruzes”) a vermelho. Como podem ver, o segundo ponto do Hubble já está com um fluxo abaixo da linha base antes do início do trânsito no visível.

(crédito: Joe Llama et al.)

Isso significa que algo à frente do planeta, na sua trajectória em torno da estrela hospedeira, está a provocar absorção no ultravioleta e a diminuir o brilho da estrela mesmo antes do disco do planeta iniciar o trânsito. A equipa considerou então a hipótese de tal efeito ser devido à interacção de uma eventual magnetosfera do planeta e o intenso vento estelar da hospedeira, à medida que o planeta se desloca na sua órbita. Esta interacção é sentida ao longo de uma superfície designada de “bow shock”, como podem ver na imagem seguinte para o caso da Terra.

A atmosfera difusa do planeta é assim comprimida e mais densa na direcção do movimento, provocando a assimetria observada nos trânsitos. Como podem ver na imagem com as observações do Hubble, três dos cenários de simulação experimentados pelos autores conseguem acompanhar de forma muito satisfatória as ditas observações.

WASP-12b bow shock simulation from Joe Llama on Vimeo.

(Simulação do WASP-12b em trânsito incluindo o efeito do “bow-shock” provocado pela interacção entre a magnetosfera e o vento estelar. Crédito: Joe Llama et al.)

A confirmar-se a existência de uma magnetosfera no WASP-12b, a primeira vez para um exoplaneta, as consequências são interessantes. Uma primeira implicação será de que o planeta deverá ter um dínamo interno capaz de gerar um campo magnético intenso, provavelmente sob a forma de um núcleo conductor eléctrico em rotação. Por outro lado, a magnetosfera de um planeta proporciona uma protecção importante contra o vento estelar intenso que de outra forma provocaria uma erosão considerável na atmosfera. É assim possível que o WASP-12b seja bastante mais eficiente a reter a sua atmosfera do que seria à priori espectável face às condições dantescas a que está submetido. Finalmente, e inexperadamente, os astrónomos teriam uma forma indirecta de medir a intensidade do campo magnético de um planeta através dos trânsitos que ele realiza em frente da sua estrela hospedeira.

Podem ver a notícia original aqui e um poster com o resumo da comunicação aqui.