James Webb detecta clima ‘infernal’ em exoplaneta do tamanho de Júpiter

Um exoplaneta do tamanho aproximado de Júpiter, localizado a 280 anos-luz de distância da Terra, foi analisado recentemente pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA.

Os instrumentos científicos a bordo do equipamento são tão sensíveis que foram capazes de medir o clima naquele mundo distante, descobrindo que a temperatura média por lá é extremamente alta.

Detectado pela primeira vez em 2011, o exoplaneta em questão chama-se WASP-43 b, um gigante gasoso que orbita uma estrela do tipo K na constelação de Sextans. Antes do Webb, ele já foi observado pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer, também da NASA.

Sobre o exoplaneta WASP-43 b:

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• Massa: 1,78 vezes a de Júpiter
• Raio: 0,93 vezes o de Júpiter
• Período orbital: 19,5 horas terrestres
• Distância da estrela hospedeira: 2.092.000 km

Usando o espectrômetro de luz infravermelha média do telescópio, uma equipe internacional de cientistas conseguiu mapear o clima na superfície daquele planeta – e o resultado da pesquisa foi publicado na revista Nature Astronomy na última semana.

Como é o exoplaneta WASP-43 b

Os cientistas sugerem que WASP-43 b é coberto por uma espessa camada de nuvens de um lado, céu limpo do outro e ventos equatoriais viciosos que podem acelerar até oito mil km por hora. Considerando as distâncias envolvidas, essas descobertas são realmente fascinantes.

A distância entre o exoplaneta e sua estrela hospedeira é de apenas 2.092.000 km, o equivalente a 4% da distância entre Mercúrio e o Sol, resultando em temperaturas de superfície escaldantes. Isso somado às dimensões classificam WASP-43 b como um planeta do tipo “Júpiter quente”.

Com uma órbita tão apertada, ele está preso às marés, com um lado continuamente iluminado e o outro sempre escuro. Embora o lado noturno nunca receba radiação direta da estrela, fortes ventos de leste transportam calor do lado diurno.

Segundo Taylor Bell, pesquisador do Instituto de Investigação Ambiental da Área da Baía  (BAERI) e principal autor do estudo, aquele mundo é muito mais quente do que qualquer gigante gasoso do Sistema Solar. “Com o Hubble, pudemos ver claramente que há vapor de água no lado diurno, e tanto o Hubble quanto o Spitzer sugeriram que pode haver nuvens no lado noturno”, disse ele em um comunicado da NASA. “Mas precisávamos de medições mais precisas do Webb para realmente começar a mapear a temperatura, a cobertura de nuvens, os ventos e a composição atmosférica mais detalhada em todo o planeta”.

James Webb detecta temperatura de fundir ferro no lado diurno do planeta 

Ao analisar a luz infravermelha média emitida pelo WASP-43 b, os cientistas conseguiram concluir sua temperatura exata: 1.250 ºC em seu lado diurno, que é quente o suficiente para fundir ferro, e 600ºC no lado noturno.

Foi utilizado o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do Webb para medir a luz emitida pelo sistema WASP-43 a cada 10 segundos durante mais de 24 horas. Essa análise levou à construção de um mapa aproximado da temperatura em todo o planeta. “Ao observar ao longo de uma órbita inteira, fomos capazes de calcular a temperatura de diferentes lados do planeta à medida que eles surgem à vista”, explicou Bell.

Essas observações permitiram à equipe utilizar modelos atmosféricos 3D complexos, semelhantes aos usados para estudar o clima na Terra, criando o mapa climático do planeta WASP-43 b. 

Graças ao Webb, o estudo também conseguiu medir a quantidade de vapor d’água (H2O) e metano (CH4) ao redor de planeta.

Os espectros revelam evidências claras de presença de vapor d’água tanto no lado noturno quanto no lado diurno do planeta, oferecendo informações adicionais sobre a densidade e a altitude das nuvens na atmosfera. 

Surpreendentemente, os dados também indicam uma notável ausência de metano em toda a atmosfera. Embora o lado diurno seja muito quente para sustentar o metano (com a maior parte do carbono provavelmente na forma de monóxido de carbono), esperava-se que o metano fosse estável e detectável no lado noturno mais frio.

Foi a ausência de metano que fez os pesquisadores concluírem as velocidades de vento de mais de oito mil km por hora. Segundo o estudo, se os ventos movem o gás do lado diurno para o lado noturno e de volta rápido o suficiente, não há tempo para que as reações químicas esperadas produzam quantidades detectáveis de metano no lado noturno.

A equipe acha que, por causa dessa mistura impulsionada pelo vento, a química atmosférica é a mesma em todo o planeta, o que não era aparente em trabalhos anteriores com o Hubble e o Spitzer.

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