James Webb encontra nuvens de sal no chamado planeta rosa

Astrônomos liderados pela Northwestern University encontraram fortes evidências de nuvens formadas por compostos salinos na atmosfera do GJ 504b, objeto conhecido pelo apelido de “planeta rosa”. A identificação foi possível a partir da primeira análise espectroscópica direta do corpo realizada pelo Telescópio Espacial James Webb.

Os resultados foram publicados na revista científica The Astronomical Journal. Segundo os pesquisadores, as observações representam uma das evidências mais consistentes obtidas até agora de nuvens salinas na atmosfera de um objeto tão frio e pouco luminoso.

Localizado a aproximadamente 57 anos-luz da Terra, o GJ 504b desafia uma classificação definitiva. Sua massa estimada é de cerca de 25 vezes a de Júpiter, característica que o posiciona na região de transição entre os planetas gigantes gasosos e as anãs marrons.

Por esse motivo, os cientistas preferem descrevê-lo como um companheiro de massa planetária. A expressão é utilizada para objetos com dimensões semelhantes às de grandes planetas que orbitam uma estrela, mas cuja origem e natureza ainda não foram totalmente determinadas.

Objeto foi fotografado diretamente em 2013

O GJ 504b foi identificado por meio de imagem direta em 2013, orbitando uma estrela semelhante ao Sol. O aspecto magenta registrado nas primeiras observações contribuiu para que o corpo passasse a ser chamado informalmente de planeta rosa.

Apesar de conhecido há mais de uma década, o objeto permaneceu difícil de estudar. Sua baixa luminosidade impedia que os telescópios terrestres separassem com precisão a luz emitida por ele do brilho muito mais intenso de sua estrela.

A atmosfera tem temperatura efetiva estimada em aproximadamente 564 kelvin, o equivalente a cerca de 290°C. Embora esse valor seja elevado quando comparado às condições terrestres, ele é considerado baixo para um corpo desse tipo observado diretamente fora do Sistema Solar.

Planetas gigantes e outros objetos subestelares nascem muito quentes, mas perdem calor ao longo do tempo. Os modelos analisados pela equipe indicam que o GJ 504b pode ter entre 2,5 bilhões e 4 bilhões de anos, o que ajudaria a explicar sua temperatura relativamente baixa e sua fraca luminosidade.

James Webb separou o brilho do objeto e da estrela

A equipe utilizou o instrumento NIRSpec, espectrógrafo de infravermelho próximo instalado no James Webb. O equipamento permitiu captar a luz do GJ 504b e dividi-la em diferentes comprimentos de onda, formando uma espécie de impressão digital química da atmosfera.

Os pesquisadores também aplicaram técnicas avançadas de processamento para reduzir a interferência provocada pela estrela. Com isso, conseguiram extrair um espectro entre aproximadamente 2,9 e 5,3 micrômetros, faixa do infravermelho que contém informações sobre diferentes moléculas.

A análise revelou sinais de vapor de água, monóxido de carbono, metano, dióxido de carbono, amônia e sulfeto de hidrogênio. Também foram identificadas formas isotópicas de carbono e oxigênio, utilizadas pelos cientistas para aprofundar a avaliação da composição atmosférica.

A espectroscopia não produz uma fotografia direta das nuvens. Ela registra como a matéria presente na atmosfera absorve ou emite determinados comprimentos de onda. A partir dessas variações, os pesquisadores comparam os dados reais com simulações físicas e químicas.

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Modelos sem nuvens apresentaram resultados incompatíveis

Inicialmente, a equipe tentou reproduzir o espectro do GJ 504b com modelos de atmosfera sem nuvens. Essas simulações, porém, exigiam condições consideradas fisicamente pouco plausíveis para explicar a luz registrada pelo telescópio.

Os cientistas testaram diferentes tipos de cobertura atmosférica. Os resultados mais coerentes foram obtidos com modelos que incluíam nuvens compostas por materiais como cloreto de potássio e sulfeto de zinco, substâncias capazes de se condensar nas condições estimadas para o objeto.

Essas nuvens funcionariam como uma camada que bloqueia parte da radiação proveniente das regiões mais profundas e quentes da atmosfera. Ao acrescentar esse efeito aos cálculos, os modelos passaram a reproduzir de maneira mais adequada o espectro captado pelo James Webb.

De acordo com Aneesh Baburaj, líder do estudo, diferentes testes mostraram que a presença das nuvens era necessária para explicar os dados de forma fisicamente consistente. A equipe considera essa a evidência mais convincente até agora da importância de nuvens salinas em um objeto frio desse tipo.

A existência dessas formações havia sido prevista por modelos teóricos há mais de 15 anos. Até então, porém, os astrônomos não tinham obtido observações suficientemente detalhadas para demonstrar que elas eram essenciais na interpretação de um espectro real.

Composição pode ajudar a investigar como o corpo se formou

Os dados também apontam que o GJ 504b possui uma atmosfera enriquecida em elementos mais pesados do que hidrogênio e hélio. Na astronomia, esses elementos são chamados genericamente de metais, mesmo quando não correspondem à definição química convencional de metal.

A proporção elevada de carbono e possivelmente de oxigênio pode favorecer a hipótese de uma formação semelhante à dos planetas gigantes. Nesse cenário, o objeto teria acumulado materiais sólidos e gasosos durante o desenvolvimento do sistema ao redor da estrela.

Os resultados, entretanto, não permitem descartar uma origem parecida com a das anãs marrons, que se formam a partir do colapso de nuvens de gás, de maneira semelhante às estrelas. As incertezas nas medições da composição do objeto e de sua estrela ainda impedem uma conclusão definitiva.

A pesquisa demonstra como o James Webb pode ampliar o estudo de corpos frios e de baixa luminosidade, que permaneciam fora do alcance da espectroscopia realizada por telescópios terrestres. As mesmas técnicas poderão ser aplicadas a outros planetas gigantes e companheiros subestelares.

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A descoberta das nuvens salinas não resolve todas as dúvidas sobre o GJ 504b, mas oferece uma descrição mais precisa de sua atmosfera. O resultado também reforça a necessidade de considerar diferentes tipos de nuvens nos modelos usados para interpretar planetas e objetos subestelares distantes.