James Webb encontra água inesperada em gigante gasoso ultraquente
Por Daniele Cavalcante • Editado por Patricia Gnipper |
Pela primeira vez, cientistas mapearam a temperatura de um exoplaneta (um planeta na órbita de outra estrela que não o Sol) com dados do telescópio James Webb. O “alvo” foi o WASP-18b, um gigante gasoso a 400 anos-luz de distância da Terra, e os resultados revelam uma inesperada presença de água.
Quando os telescópios observam um exoplaneta ao redor de sua estrela, eles estão na verdade coletando dados sobre o brilho daquele sistema planetário. É por meio dessa observação que os astrônomos conseguem discernir os componentes da atmosfera desses mundos distantes.
Para isso, é preciso deixar o telescópio — nesse caso, o James Webb — “espiando” o planeta até completar uma volta ou mais ao redor da estrela. Aliás, esse também é o principal método para descobrir a existência do próprio planeta.
Existem duas fases orbitais que podem ser observadas: o trânsito, que é quando o planeta está passando em frente à estrela, e o eclipse secundário. Este último ocorre quando o mundo está prestes a se esconder atrás da estrela, ou seja, já se encontra do outro lado do “círculo” desenhado pela sua órbita.
Usando os dados dessas duas fases coletados pelo Webb, os cientistas identificaram vapor d'água na atmosfera do WASP-18b e fizeram um mapa de temperatura do planeta. Essa medição do calor correspondeu às previsões teóricas sobre planetas travados por marés, embora algumas perguntas permaneçam sem respostas.
Órbitas travadas por marés são semelhantes à órbita da Lua — uma de suas faces fica constantemente voltada para o nosso planeta. Isso também acontece com Mercúrio, por exemplo, que está sempre com o mesmo ponto recebendo a maior parte da radiação solar.
No caso do WASP-18b, os autores do estudo conseguiram determinar que a temperatura dessa face constantemente iluminada é de até 2.700 ºC, graças à proximidade extrema de sua estrela. Por outro lado, na zona crepuscular (onde o dia eterno começa a escurecer na transição para o lado noturno) as temperaturas são bem inferiores, com diferença de até 1.000 graus.
Ao mesmo tempo que isso corresponde aos modelos atuais, também traz um enigma: porque a atmosfera do WASP-18b, que possui água e pode ter certa densidade, não espalha o calor solar por toda a superfície diurna até a zona crepuscular?
Uma das explicações possíveis para isso é que os ventos atmosféricos neste planeta são diferentes. Enquanto na Terra eles recebem uma contribuição do arrasto formado pela rotação do nosso mundo, resultando em boas quantidades de ventos no sentido leste-oeste, em WASP-18b as ventanias podem ocorrer da linha do equador em direção aos polos Norte e Sul.
O mecanismo capaz de criar esse comportamento poderia ser resultado de efeitos de um campo magnético forte o suficiente. Além disso, mudanças de temperatura em diferentes altitudes das camadas atmosféricas do planeta também foram identificadas, com variação em centenas de graus.
Completando a lista de mistérios, a própria presença da água não é fácil de explicar, ainda que se trate de vapor. Acontece que a temperaturas de 2.700 ºC, a maioria das moléculas de água seriam destruídas e o telescópio James Webb não as teria encontrado.
Seja como for, essa descoberta é mais uma grande demonstração das capacidades do James Webb na observação das atmosferas de exoplanetas. “Usando essas medições, seremos capazes de detectar tais moléculas para uma ampla gama de planetas nos próximos anos”, disse Louis-Philippe Coulombe, estudante de pós-graduação da Universidade de Montreal e autor principal do estudo.
Os resultados foram publicados no servidor de pré-print arXiv.org e aguardam a revisão de pares.