A missão Cheops da ESA descobriu o LTT9779 b, um exoplaneta ultraquente com um albedo (refletividade) de 80%, tornando-o o exoplaneta mais brilhante já descoberto. Essas medições são maiores do que Vênus, que tem um albedo de 75%, e a Terra, que tem um albedo de 30%. A alta refletividade do LTT9779 b se deve à sua cobertura de nuvens metálicas, composta principalmente de metais como silicatos e titânio.
A missão Cheops da ESA detectou LTT9779 b, um brilho conhecido[{” attribute=””>exoplanet with an 80% reflectivity due to its metallic clouds. This ultra-hot Neptune is a unique entity due to its size and unusually close orbit to its star, prompting further studies to understand its atmosphere and survivability.
Data from ESA’s exoplanet mission Cheops has led to the surprising revelation that an ultra-hot exoplanet that orbits its host star in less than a day is covered by reflective clouds of metal, making it the shiniest exoplanet ever found.
Aside from the Moon, the brightest object in our night sky is planet Venus, whose thick cloud layer reflects around 75% of the Sun’s light. By comparison, Earth only reflects around 30% of incoming sunlight.
Now for the first time, astronomers have found an exoplanet that can match Venus’ shininess: planet LTT9779 b. New detailed measurements by ESA’s Cheops mission reveal that this planet reflects a whopping 80% of the light shone on it by its host star.
An artist impression of exoplanet LTT9779b orbiting its host star. The planet is around the size of Neptune and reflects 80% of the light shone on it, making it the largest known “mirror” in the Universe. This shininess was discovered by detailed measurements made by ESA’s Cheops of the amount of light coming from the planet-star system. Because the planet reflects starlight back to us, the amount of light reaching Cheops’ instruments slightly decreased when the planet moved out of view behind its star. This small decrease could be measured thanks to the high precision of the detectors. Credit: Ricardo Ramírez Reyes (Universidad de Chile)
Cheops’ high-precision measurements were a targeted follow-up from the planet’s initial discovery and characterization in 2020 by NASA’s TESS mission and ground-based instruments such as the ESO HARPS instrument in Chile.
The exoplanet is around the size of Neptune, making it the largest “mirror” in the Universe that we know of today. The reason for its high reflectivity is that it is covered by metallic clouds. These are mostly made of silicate – the same stuff that sand and glass are made of – mixed with metals like titanium.
“Imagine a burning world, close to its star, with heavy clouds of metals floating aloft, raining down titanium droplets,” says James Jenkins, astronomer at Diego Portales University and CATA (Santiago, Chile). James co-authored a scientific paper describing the new research, published in the journal Astronomy & Astrophysics today.
A sky filled with clouds of metal
The fraction of light that an object reflects is called its ‘albedo’. Most planets have a low albedo, either because they have an atmosphere that absorbs a lot of light, or because their surface is dark or rough. Exceptions tend to be frozen ice worlds, or planets like Venus which have a reflective cloud layer.
LTT9779 b’s high albedo came as a surprise because the planet’s side facing its star is estimated to be around 2000 °C. Any temperature above 100 °C is too hot for clouds of water to form, but the temperature of this planet’s atmosphere should even be too hot for clouds made of metal or glass.
Data from ESA’s exoplanet mission Cheops has led to the surprising revelation that an ultra-hot exoplanet that orbits its host star in less than a day is covered by reflective clouds of metal, making it the shiniest exoplanet ever found. Credit: ESA
“It was really a puzzle, until we realized we should think about this cloud formation in the same way as condensation forming in a bathroom after a hot shower,” notes Vivien Parmentier, researcher at the Observatory of Côte d’Azur (France) and co-author of this research. Vivien explains: “To steam up a bathroom you can either cool the air until water vapor condenses, or you can keep the hot water running until clouds form because the air is so saturated with vapor that it simply can’t hold any more. Similarly, LTT9779 b can form metallic clouds despite being so hot because the atmosphere is oversaturated with silicate and metal vapors.”
The planet that shouldn’t exist
Being shiny isn’t the only surprising thing about LTT9779 b. Its size and temperature make it a so-called ‘ultra-hot Neptune’, but no other planets of this size and mass have been found to orbit so close to their star. This means it lives in what’s known as the ‘hot Neptune desert’.
The planet has a radius 4.7 times as big as Earth’s, and a year on LTT9779 b takes just 19 hours. All previously discovered planets that orbit their star in less than a day are either ‘hot Jupiters’ – gas giants with a radius at least ten times larger than Earth’s – or rocky planets smaller than two Earth radii.
Esta é a impressão artística do exoplaneta LTT9779b orbitando sua estrela hospedeira. O planeta tem aproximadamente o tamanho de Netuno e reflete 80% da luz que incide sobre ele, tornando-o o maior “espelho” conhecido no universo. O brilho foi descoberto através de extensas medições feitas pelo Cheops da ESA da quantidade de luz do sistema planeta-estrela. Como o planeta reflete a luz das estrelas de volta para nós, à medida que o planeta sai de vista atrás de sua estrela, a quantidade de luz que atinge os instrumentos do Ceobs diminui ligeiramente. Esta pequena diminuição pode ser medida devido à alta precisão dos detectores. Crédito: Ricardo Ramírez Reyes (Universidade do Chile)
“É um planeta que não deveria existir”, diz Vivian. “Esperamos que planetas como este tenham suas atmosferas destruídas por suas estrelas, deixando rochas nuas para trás.”
O primeiro autor, Sergio Hoyer, do Laboratório de Astrofísica de Marselha, comenta: “‘Acreditamos que essas nuvens de metal ajudam o planeta a sobreviver no quente deserto de Netuno. As nuvens refletem a luz e evitam que o planeta superaqueça e evapore. Enquanto isso, ter mais metal torna o planeta e sua atmosfera mais pesada e mais difícil de soprar.
Estudando exoplanetas enquanto eles estão escondidos
Para determinar as propriedades do LTT9779 b, a missão Cheops, que caracteriza o exoplaneta da ESA, observou o planeta enquanto ele se movia atrás de sua estrela hospedeira. Como o planeta reflete a luz, a estrela e o planeta se combinam para enviar mais luz para o telescópio espacial antes que o planeta desapareça de vista. A diferença na luz visível recebida antes e depois do planeta ser ocultado indica quanta luz o planeta reflete.
O programa depende da precisão do Cheops e da cobertura 24 horas por dia, 7 dias por semana. “Só com o Quéops é possível medir com precisão a pequena variação do sinal de uma estrela em eclipse”, diz Sergio.
Impressão artística de Cheops, o satélite exoplanetário da ESA em órbita acima da Terra. Nesta vista, a tampa do telescópio do satélite está aberta. Crédito: ESA/ATG medialab
O cientista do projeto Cheops da ESA, Maximilian Günther, acrescenta: “Cheops é a primeira missão espacial dedicada ao acompanhamento e caracterização de exoplanetas já conhecidos. , e não conseguimos encontrar nenhuma outra Cobertura e precisão que não possam ser obtidas.
Olhando para o mesmo planeta com diferentes instrumentos, obtemos a imagem completa. “LTD9779b é um alvo excelente para acompanhamento com as capacidades excepcionais dos Telescópios Espaciais Hubble e James Webb,” observa Emily Rickman, Cientista de Operações Científicas da ESA. “Eles nos permitirão sondar este exoplaneta com uma faixa de comprimento de onda mais ampla, incluindo luz infravermelha e ultravioleta, para entender melhor a composição de sua atmosfera”.
O futuro da pesquisa de exoplanetas é brilhante, já que Ceobs é a primeira de uma série de missões dedicadas a exoplanetas. Ele será acompanhado por Platão em 2026, que se concentrará em encontrar planetas semelhantes à Terra orbitando a uma distância potencialmente de suporte à vida de sua estrela. Ariel deve ingressar na Marinha em 2029 e se especializará no estudo de atmosferas de exoplanetas.
Referência: “O albedo extremamente alto de LTD 9779b revelado por CHEOPS: um Netuno ultraquente com uma atmosfera altamente metálica” por S. Hoyer, JS Jenkins, V. Parmentier, M. Deleuil, G. Scandariato, TG Diazilson, MR Diazilson, IJM Crossfield., D. Dragomir, D. Kataria, M. Lentilha, R. Ramirez, PA Red Rocks e JI Vines, 10 de julho de 2023, Astronomia e Astrofísica.
DOI: 10.1051/0004-6361/202346117
