Água Super-Crítica em 55 Cancri-e

Uma equipa de astrónomos liderada por Michael Gillon da Universidade de Liége, e incluindo membros do MIT, da Universidade de Maryland e do Observatório da Universidade de Genebra, publicou um artigo em que reporta um refinamento do raio do planeta 55 Cancri-e obtido com novas observações realizadas com o telescópio Spitzer, no infravermelho, em Junho de 2011.

(Comparação entre as dimensões da Terra e de 55 Cancri-e. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt)

Já falamos várias vezes no 55 Cancri-e no AstroPT, por exemplo aqui e aqui. Trata-se do planeta mais interior dos 5 (conhecidos) que orbitam a estrela 55 Cancri, uma anã de tipo espectral G8V, enriquecida em “metais” relativamente ao Sol e situada a 40 anos-luz na direcção da constelação do Caranguejo. A estrela é a mais brilhante para a qual se conhece um planeta que realiza trânsitos, sendo mesmo visível a olho nú assumindo um céu escuro e bem limpo. Apesar do 55 Cancri-e ter sido descoberto em 2004, os seus trânsitos só foram descobertos este ano, através de campanhas de observação realizadas com os telescópios espaciais Spitzer e MOST. O planeta orbita a estrela em apenas 17.7 horas e tem uma massa de 8.6 vezes a da Terra.

(A localização da estrela 55 Cancri no céu nocturno. Crédito: Stellarium/Jaymie Matthews, University of British Columbia)

Os novos dados, quando combinados com observações prévias obtidas com o Spitzer e com o telescópio fotométrico canadiano MOST, permitiram obter a melhor estimativa actual para o raio do planeta: 2.17 vezes o raio da Terra, com um erro de apenas 5%. Este resultado implica que a densidade média do planeta é de 4.0 g/cm3, pelo que o planeta deverá ser composto por um núcleo rochoso coberto com pelo menos 20% (em massa) de água e outras substâncias voláteis. Na realidade, tendo em conta a gravidade superficial do planeta e a sua localização junto à estrela hospedeira, a água à superfície deverá estar num estado designado de super-crítico.

(A relação entre o raio e a massa de um planeta em função da sua composição interna. O raio e a massa de 55 Cancri-e segundo Gillon et al. (a vermelho) podem ser explicados assumindo um planeta com um núcleo rochoso (80% em massa) rodeado de materiais voláteis, principalmente água (20% em massa). Crédito: Gillon et al.)

Quando a água é submetida a pressões acima das 220 atmosferas e a temperaturas acima dos 640 Kelvin, as suas fases líquida e gasosa fundem-se numa só fase, passando a existir um fluído com propriedades notáveis. Por exemplo, em laboratório verificou-se que neste estado a água actua como um solvente orgânico e, com a adição de oxigénio, permite a queima limpa de moléculas orgânicas complexas e perigosas como as dioxinas. Nas regiões mais interiores do planeta, onde a temperatura e a pressão são ainda mais elevadas, a água deve apresentar-se sob a forma de gelos exóticos.

Podem ver o artigo aqui.