Um lugar onde os ventos sopram a 18.000 km/h e chove metal líquido, rubis e safiras: esta descrição digna de um romance de ficção científica corresponde, no entanto, à realidade de um exoplaneta chamado WASP-121b, um "Júpiter ultraquente" que supera a imaginação.
Este planeta gasoso orbita tão perto de sua estrela que um ano dura apenas 30,5 horas. Sua proximidade com o astro é tal que as forças de maré o deformaram em forma de ovo, e uma aproximação adicional o desintegraria. Em seu lado diurno, as temperaturas são altas o suficiente para vaporizar metais, enquanto à noite, ferro e até cristais podem se condensar e se formar, caindo depois em forma de chuva.
Representação artística do exoplaneta WASP-121b. Este gigante gasoso está tão próximo de sua estrela que as forças de maré o esticam em forma de ovo. Crédito: NASA, ESA e G. Bacon (STSci)
Graças ao telescópio espacial James Webb, astrônomos detectaram diferenças de temperatura entre o amanhecer e o crepúsculo deste planeta. Ao observar como a luz estelar é absorvida durante a passagem de WASP-121b diante de sua estrela, eles constataram que o terminador da noite é mais quente do que o da manhã. Essa diferença se deve aos ventos poderosos que transportam o calor do lado diurno para o lado noturno.
As medições também revelaram variações nos sinais de vapor d'água e monóxido de carbono. O lado da noite, mais quente, pode decompor as moléculas de água na alta atmosfera. O lado da manhã, mais frio, pode estar parcialmente obscurecido por nuvens de silicatos, embora sejam necessários modelos mais aprofundados para confirmar isso.
Estes novos dados somam-se a observações anteriores. O telescópio Hubble já havia detectado magnésio e ferro escapando da atmosfera, provavelmente sob o efeito dos intensos raios ultravioleta da estrela. O Very Large Telescope, no Chile, revelou ventos entrelaçados e correntes de jato que se estendem por metade do planeta.
A técnica utilizada pela equipe de Cyril Gapp, do Instituto Max Planck de Astronomia, pode ser aplicada a outros planetas ultraquentes. Ela permitirá comparar as condições atmosféricas desses mundos distantes, adicionando uma peça essencial à nossa compreensão dos exoplanetas. O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy.
A espectroscopia de exoplanetas
Para estudar a atmosfera de um exoplaneta como WASP-121b, os astrônomos usam a espectroscopia. Quando o planeta passa em frente à sua estrela (um trânsito), uma pequena fração da luz estelar atravessa sua atmosfera. As moléculas presentes absorvem certos comprimentos de onda específicos, criando uma espécie de impressão digital.
Ao analisar essa luz com instrumentos sensíveis como os do James Webb, é possível identificar a composição química da atmosfera, sua temperatura e até mesmo os movimentos dos ventos. Cada molécula deixa uma assinatura única: água, dióxido de carbono, metano, etc.
Esta técnica permite sondar a atmosfera em diferentes altitudes e longitudes, oferecendo um mapa tridimensional das condições meteorológicas extraterrestres.