Observar um planeta distante a girar pode reservar uma armadilha: uma rotação aparente pode ser causada pela sua atmosfera, enquanto o solo gira muito mais lentamente. Stephen R. Kane, da Universidade da Califórnia em Riverside, mostra que este problema pode complicar o estudo de mundos rochosos semelhantes a Vénus.
Vénus fornece precisamente o exemplo mais esclarecedor. A sua superfície demora cerca de 243 dias terrestres a completar uma rotação. No entanto, a sua atmosfera superior dá a volta ao planeta em apenas alguns dias. Assim, as nuvens são arrastadas muito mais depressa do que o solo, num fenómeno chamado super-rotação.
Vista de Vénus pela Mariner 10
No caso de um exoplaneta, os astrónomos geralmente não veem diretamente a superfície. Em vez disso, analisam a luz refletida pelo planeta. As linhas presentes nessa luz deslocam-se ligeiramente de acordo com a velocidade da matéria que as reflete. Este método pode ser utilizado para estimar uma rotação, mas, na realidade, mede a camada atmosférica de onde provêm os fotões.
É aqui que surge a ambiguidade.
O investigador construiu um modelo que combina a rotação do solo, os ventos que circulam de leste para oeste e a parte iluminada do planeta. Resultado: com uma única linha espectral formada numa faixa estreita de pressão, determinados ventos podem reproduzir exatamente o sinal esperado de um planeta que gira rapidamente.
Por outras palavras, um planeta comparável a Vénus pode dar respostas diferentes consoante a altitude observada. No modelo que utiliza ventos do tipo venusiano, o período aparente passa de várias centenas de dias nas camadas inferiores para cerca de quatro ou cinco dias ao nível das nuvens.
Uma solução consiste em observar vários comprimentos de onda. Nem todos atravessam a atmosfera da mesma forma e podem sondar camadas situadas a pressões diferentes. Se a velocidade aparente mudar com a altitude, os astrónomos terão então um indício de que os ventos dominam o sinal. Uma única medição de velocidade nem sempre seria, portanto, suficiente para determinar a duração do dia no planeta.
Esta distinção é importante para compreender os planetas rochosos quentes. A velocidade de rotação influencia a circulação do ar, a distribuição do calor e as nuvens. Confundir o movimento rápido da atmosfera com o do solo poderia, assim, levar à reconstrução de um clima com base num ritmo dia-noite incorreto.
O método terá agora de ser confrontado com as capacidades dos futuros instrumentos. O estudo estima, nomeadamente, a precisão espectral e a qualidade do sinal necessárias para distinguir as velocidades entre várias camadas. O futuro Habitable Worlds Observatory da NASA e espectrógrafos de resolução muito elevada poderão procurar esta assinatura de «falsa rotação» em mundos próximos de Vénus.