Telescópio permite cientistas identificar diferenças entre amanhecer e entardecer em exoplaneta

O Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, permitiu pela primeira vez a observação de diferenças substanciais entre as regiões de amanhecer e entardecer de um exoplaneta ultraquente. O objeto estudado foi WASP-121 b, um gigante gasoso que orbita muito perto de sua estrela e apresenta condições atmosféricas extremas.

O estudo, publicado na revista Nature Astronomy e liderado por Cyril Gapp, estudante de doutorado do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), mostrou que a quantidade de luz infravermelha absorvida nos dois terminadores — as zonas de transição entre o lado iluminado e o lado escuro do planeta — varia de forma marcante.

Observações e método

As medições foram feitas durante trânsitos, quando o planeta passa em frente à estrela e parte da luz atravessa sua atmosfera. Os instrumentos de espectroscopia do James Webb, sensíveis a pequenas variações na intensidade e no comprimento de onda da luz, permitiram analisar a composição e o comportamento das camadas gasosas ao longo do evento.

Ao invés de combinar todas as medições em um único espectro, a equipe analisou as variações temporais do sinal durante o trânsito. Com métodos estatísticos avançados, os pesquisadores verificaram que essa abordagem descreve melhor os dados e confirma que as diferenças entre amanhecer e entardecer são reais, não fruto de ruído aleatório.

Resultados e explicações

Os dados indicam que o terminador do entardecer absorve mais luz infravermelha do que o do amanhecer. Segundo os autores, essa assimetria se deve a variações de temperatura e composição química decorrentes de ventos muito fortes que deslocam calor do lado constantemente iluminado para o lado noturno. O aquecimento faz a atmosfera expandir nessa região, aumentando a quantidade de gás que interage com a radiação estelar.

O sinal de monóxido de carbono (CO) apareceu mais intenso no terminador mais quente, mas os pesquisadores ressaltam que isso pode refletir efeitos térmicos na interação do gás com a luz, e não necessariamente um aumento de abundância. Em contraste, as evidências apontam para uma redução real da água na atmosfera nas camadas superiores, compatível com a quebra de moléculas em temperaturas extremamente altas.

WASP-121 b é um planeta com rotação sincronizada: um hemisfério permanece voltado para a estrela e o outro fica em sombra permanente. No lado diurno as temperaturas médias chegam a cerca de 2.770 kelvin (aproximadamente 2.500 °C), enquanto o hemisfério noturno registra cerca de 1.000 kelvin (aproximadamente 725 °C). Durante o trânsito, uma rotação de cerca de 30 graus permitiu observar separadamente os terminadores.

Modelos e próximos passos

Simulações da circulação atmosférica reproduziram parte do efeito observado, mas não justificaram totalmente a intensidade das diferenças. Uma hipótese para a discrepância é a presença de nuvens no amanhecer formadas por minerais vaporizados, como silicatos, que poderiam bloquear radiação vinda de camadas mais quentes. Ao incluir esse fator, os modelos aproximaram-se dos dados, mas a existência dessas nuvens ainda não foi confirmada.

A técnica aplicada abre caminho para estudos semelhantes em outros exoplanetas ultraquentes; a equipe já apontou novos alvos adequados para essa abordagem. Observações adicionais e modelos mais detalhados serão necessários para esclarecer completamente os processos descritos.

O trabalho amplia a compreensão sobre circulação de calor e composição atmosférica em planetas extremamente quentes e fornece um método para comparar regiões distintas em mundos além do Sistema Solar.

Com informações de Olhardigital