Explorar atmosferas de exoplanetas em mais detalhes era uma tarefa que os cientistas planetários anteciparam durante a longa espera enquanto o Telescópio Espacial James Webb (JWST) estava em desenvolvimento. Agora, sua paciência está finalmente valendo a pena. Notícias sobre descobertas de atmosferas de exoplanetas usando dados do JWST parecem estar vindo de um grupo de pesquisa ou outro quase toda semana, e esta semana não é exceção. Um artigo publicado na Nature por autores de algumas dezenas de instituições descreve as diferenças atmosféricas entre os lados “matutino” e “noturno” de um planeta bloqueado por maré pela primeira vez.
Primeiro, vamos esclarecer o que os lados “manhã” e “tarde” significam. Planetas com maré bloqueada não giram, então um hemisfério está constantemente voltado para a estrela do planeta. Como tal, há sempre uma parte do planeta onde parece ser “manhã”, com a estrela mal aparecendo no horizonte. Alternativamente, há uma parte do planeta onde parece ser “tarde”, onde a estrela está novamente apenas aparecendo no horizonte, mas parece estar se pondo.
Normalmente, na Terra, pensaríamos no lado da manhã como a estrela aparecendo no lado leste, enquanto o lado da noite veria a estrela se pondo no céu ocidental. No entanto, os exoplanetas às vezes giram na direção oposta dos planetas em nosso sistema solar, então esse modelo mental nem sempre funciona para eles.
Crédito – NASA / ESA / CSA / R. Crawford (STScI)
Também é importante não confundir os lados “matutino” e “noturno” com os lados “diurno” e “noturno” do planeta. No lado diurno, a força total da estrela afeta o planeta, mas no lado noturno, a estrela nunca é vista. As diferenças de temperatura em tal planeta são enormes e causam um clima muito mais extremo do que qualquer coisa que tenhamos experimentado em nosso sistema solar.
Esse é o caso do WASP-39b, um dos exoplanetas mais estudados. É um “Júpiter quente” e tem aproximadamente 1,3 vezes o tamanho do maior planeta do nosso sistema solar, embora tenha apenas aproximadamente o mesmo tamanho de Saturno. Ele está a 700 anos-luz de distância e está preso por maré à sua estrela.
Caçadores de exoplanetas têm estudado atentamente este exoplaneta desde sua descoberta em 2011. Ele foi o alvo da primeira pesquisa de exoplanetas do JWST quando ele começou suas operações científicas. Desde então, eles fizeram várias descobertas interessantes, e o artigo da Nature descreve uma nova — que o lado “matutino” do WASP-39b é algumas centenas de graus mais frio do que seu lado “noturno”.
Essa discrepância de temperatura provavelmente se deve às condições atmosféricas no próprio planeta. Os autores do artigo acreditam que há um vento extremamente forte no planeta que corre do dia para a noite a milhares de milhas por hora. O vento gira do lado diurno, passando pelo lado vespertino até o lado noturno, depois pelo lado matutino de volta para o lado diurno.
Então, essencialmente, o lado da manhã recebe “ar” que foi resfriado enquanto viajava pelo lado noturno do planeta. No entanto, esse ar ainda está a escaldantes 600 C (1.150 F). A temperatura no lado da noite, no entanto, é mais quente a 800 C (1.450 F), muito mais quente do que quaisquer condições encontradas em qualquer planeta do nosso sistema solar.
Detectar tal diferença de temperatura em um exoplaneta a centenas de anos-luz de distância é um feito técnico impressionante, e o autor principal do estudo, Néstor Espinoza, credita as capacidades do JWST por permitir isso. O telescópio observou o planeta enquanto ele estava atravessando na frente de sua estrela, mas também enquanto estava próximo a ela e emitindo sua própria luz, reconhecidamente muito mais fraca.
Eles estavam diferenciando entre a luz das estrelas filtrada pela atmosfera do planeta e quando não havia luz das estrelas filtrada passando, permitiam que os pesquisadores fizessem estimativas de temperatura. O JWST é tão sensível que eles também conseguiram dividir os dados em semicírculos para diferenciar o lado “da manhã” do lado “da noite”. Eles também notaram que o lado “da noite” estava um pouco mais inchado, indicando que estava mais quente do que sua contraparte.
Os autores planejam usar WASP-39b como base para estudar futuras atmosferas de exoplanetas, e há muito mais no conjunto de dados do JWST para analisar. Além disso, outra rodada de coleta de dados, Webb Cycle 2 General Observers Program 3969, também se concentrará nas atmosferas de outros Júpiteres quentes. Finalmente, os cientistas planetários não terão mais que esperar por seu tesouro de dados.
Saber mais:
NASA – Webb da NASA investiga amanheceres e entardeceres eternos em mundos distantes
Espinosa et al. – Terminadores não homogêneos no exoplaneta WASP-39 b
UT – Enxofre faz uma aparição surpresa na atmosfera deste exoplaneta
UT – A atmosfera de um exoplaneta revela segredos sobre sua superfície
Imagem principal:
Conceito artístico do WASP-39b.
Créditos: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)
