Gliese 1214 b

Massa, raio e temperatura

O raio de GJ 1214 b pode ser inferido a partir da quantidade de escurecimento observada quando o planeta cruza a frente de sua estrela-mãe, visto da Terra, resultando em um raio de 2,733+0,033
−0,031 R_⊕. A massa do planeta pode ser inferida a partir de observações sensíveis da velocidade radial da estrela-mãe, medida através de pequenos deslocamentos nas linhas espectrais estelares devido ao efeito Doppler, resultando em uma massa de 8,41+0,36
−0,35 M_⊕. Dada a massa e o raio do planeta, sua densidade pode ser calculada. Através de uma comparação com modelos teóricos, a densidade, por sua vez, fornece informações limitadas, mas altamente úteis, sobre a composição e estrutura do planeta.

GJ 1214 b pode ser mais frio do que qualquer outro planeta em trânsito conhecido antes da descoberta do Kepler-16b em 2011 pela Missão Kepler. Sua temperatura de equilíbrio acredita-se estar na faixa de 393–555 K (120–282 °C; 248–539 °F), dependendo de quanto da radiação da estrela é refletida de volta ao espaço.

Atmosfera

Devido ao tamanho relativamente pequeno da estrela-mãe de GJ 1214 b, é viável realizar observações espectroscópicas durante os trânsitos planetários. Ao comparar o espectro observado antes e durante os trânsitos, o espectro da atmosfera planetária pode ser inferido. Em dezembro de 2010, foi publicado um estudo mostrando que o espectro é amplamente sem características marcantes na faixa de comprimento de onda de 750–1000 nm. Como uma atmosfera espessa e livre de nuvens, rica em hidrogênio, teria produzido características espectrais detectáveis, tal atmosfera parece estar descartada. Embora não tenham sido observados sinais claros de vapor de água ou qualquer outra molécula, os autores do estudo acreditam que o planeta possa ter uma atmosfera composta principalmente de vapor de água. Outra possibilidade é que possa haver uma camada espessa de nuvens altas, que absorve a luz estelar.

Por causa da idade estimada avançada do sistema planetário e da taxa calculada de escape hidrodinâmico (perda de gases que tende a esgotar uma atmosfera de constituintes de maior peso molecular) de 900 toneladas por segundo, os cientistas concluem que houve uma perda atmosférica significativa durante a vida útil do planeta e que qualquer atmosfera atual não pode ser primordial. A perda da atmosfera primordial foi confirmada indiretamente em 2020, pois nenhum hélio foi detectado em GJ 1214 b. No entanto, o hélio foi detectado tentativamente na atmosfera de GJ 1214 b por volta de 2022.

Em dezembro de 2013, a NASA relatou que nuvens podem ter sido detectadas na atmosfera de GJ 1214 b. A atmosfera de GJ 1214 b pode ser abundante em dióxido de carbono, o que se assemelha ao planeta Vênus, de acordo com um estudo de 2024.

Possíveis composições

Embora muito pouco se saiba sobre GJ 1214 b, tem havido especulação quanto à sua natureza e composição específicas. Com base em modelos planetários, sugeriu-se que GJ 1214 b possui um envelope gasoso relativamente espesso, totalizando cerca de 5% da massa planetária. É possível propor estruturas assumindo diferentes composições, guiadas por cenários para a formação e evolução do planeta. GJ 1214 b poderia potencialmente ser um planeta rochoso com uma atmosfera rica em hidrogênio resultante de desgaseificação, um mini-Netuno ou um planeta oceânico. Se for um mundo aquático, ele poderia ser pensado como uma versão maior e mais quente da lua galileana de Júpiter, Europa. Embora nenhum cientista tenha afirmado acreditar que GJ 1214 b seja um planeta oceânico, se GJ 1214 b for assumido como tal, i.e., se o interior for assumido como composto primariamente por um núcleo de água cercado por mais água, as proporções da massa total consistentes com a massa e o raio são de cerca de 25% de rocha e 75% de água, cobertos por um espesso envelope de gases como hidrogênio e hélio (c. 0.05%). Planetas de água poderiam resultar de migração planetária interna e originar-se como protoplanetas que se formaram a partir de material rico em gelo volátil além da linha de neve, mas que nunca atingiram massas suficientes para acritar grandes quantidades de gás nebular H/He. Devido à variação da pressão hidrostática em profundidade, os modelos de um mundo aquático incluem fases de "vapor, líquida, superfluida, gelos de alta pressão e plasma" da água. Parte da água em fase sólida poderia estar na forma de gelo VII.

Em janeiro de 2025, a análise espectroscópica de GJ 1214 b revelou que seu conteúdo atmosférico é metálico, com dióxido de carbono atuando como um aerossol, suspenso acima dele. Observou-se que essa configuração é semelhante à de uma "Super-Vênus", embora análises adicionais sejam necessárias para confirmar se as leituras elementares fracas não são uma anomalia estatística. Essas descobertas tornam improvável que GJ 1214 b seja um planeta oceânico.