Adoro o conceito de um planeta ‘inchado’! Os exoplanetas descobertos que se enquadram nesta categoria são normalmente do mesmo tamanho de Júpiter, mas com 1/10 da massa! Eles tendem a orbitar sua estrela hospedeira em órbitas próximas e são quentes, mas foi encontrada uma que é diferente do normal. Acredita-se que este exoplaneta com a massa de Netuno seja mais frio, mas ainda tenha uma densidade mais baixa. O Telescópio Espacial James Webb (JWST) descobriu recentemente que a energia das marés da sua órbita elíptica mantém o seu interior agitado e expelido.
WASP-107b tem mais de três quartos do volume de Júpiter, mas, como a maioria dos planetas fofos, tem um décimo da massa, o que o torna um dos planetas menos densos conhecidos. Sua propriedade incomum, entretanto, é que enquanto a maioria dos planetas inchados são quentes, WASP-107b é relativamente frio. Isto vai contra as observações iniciais que também sugeriam que, devido à sua massa, raio e idade, pensava-se que tinha um pequeno núcleo rochoso com uma atmosfera rica em hidrogénio e hélio.
Observações recentes deste exoplaneta pelo JWST revelaram muito menos metano na atmosfera do que o esperado. A orientação da órbita que a aproxima de nós significa que podemos estudar a atmosfera do planeta examinando a luz da estrela à medida que ela passa através do gás. Esta técnica conhecida como espectroscopia de transmissão pode ser usada para identificar as assinaturas de gases no espectro da estrela. Usando a câmera infravermelha próxima e o instrumento infravermelho médio do JWST e dados da câmera de campo amplo 3 do Hubble, as abundâncias de metano, vapor de água, dióxido de carbono, monóxido de carbono, dióxido de enxofre e amônia puderam ser reveladas.
Isto não só revelou a falta de metano, mas também forneceu evidências de que o gás quente proveniente de altitudes mais baixas se misturava com camadas de gás mais frias provenientes de altitudes mais elevadas. Uma das propriedades do metano é que ele é instável em altas temperaturas e, além de 1.200 graus, as ligações entre o hidrogênio e o carbono se rompem. Este não é o caso de outras moléculas baseadas em carbono, sugerindo temperaturas mais altas. Isto sugere que o interior do planeta deve ser mais quente do que se pensava, com um núcleo mais massivo do que o esperado. É graças ao maior nível de sensibilidade do JWST que o mistério parece ter sido finalmente resolvido.
A equipe, liderada por Luis Welbanks, da Arizona State University (ASU), explorou uma série de possibilidades. Primeiro, que tinha mais massa em seu núcleo do que se esperava inicialmente. Se isso fosse verdade, então é provável que a atmosfera tenha se contraído à medida que o planeta esfriou. Com o tempo e sem uma fonte de calor para fornecer energia à atmosfera e fazer com que ela se expanda, o planeta deverá ser muito menor do que o observado. Embora o planeta orbite a estrela a uma distância de pouco mais de 8 milhões de quilómetros, ainda não obtém energia suficiente para impulsionar a inflação da atmosfera.
Uma teoria é que as temperaturas internas mais altas são geradas pelo aquecimento das marés. Da mesma forma que a força gravitacional de Júpiter causa o aquecimento das marés em Io, a órbita altamente elíptica de WASP-107b pode ser a resposta. À medida que o planeta passa pela estrela hospedeira em sua órbita não circular, ele é comprimido e comprimido, fornecendo uma fonte de calor.
Compreender a fonte de calor no WASP-107b ajudou a equipe a aprender mais sobre as propriedades e processos. Saber quanta energia existe ajuda a determinar as proporções de outros elementos como carbono, nitrogênio, oxigênio e enxofre. Calcular isto ajuda a determinar a massa do núcleo que, de acordo com estudos recentes revelam, é duas vezes mais massivo do que o inicialmente estimado.
