Acontece que a atmosfera de um planeta escape para o espaço. É o caso da Terra que perde a cada segundo, e de forma irremediável, pouco mais de 3 kg de matéria (principalmente hidrogênio). Este processo, chamado "escape atmosférico", interessa particularmente os astrónomos para o estudo de exoplanetas situados muito próximos da sua estrela. Aquecidos a temperaturas extremas, eles estão precisamente sujeitos a este fenômeno, que desempenha um papel importante na sua evolução.
Representação artística de WASP-107b. A sua baixa densidade e a radiação intensa da sua estrela permitem que o hélio escape do planeta.
© University of Geneva/NCCR PlanetS/Thibaut Roger
Tratam-se de pistas valiosas para reconstituir a história da formação e migração do WASP-107b.
Graças ao telescópio James Webb, uma equipe internacional - reunindo nomeadamente cientistas da UNIGE, bem como das universidades McGill, de Chicago e de Montreal - pôde observar imensos fluxos de gás hélio escapando do planeta WASP-107b. Este exoplaneta está situado a mais de 210 anos-luz do nosso sistema solar. É a primeira vez que este elemento químico é identificado com o JWST num exoplaneta, o que permite uma descrição detalhada do fenômeno.
Um planeta "algodão doce"
Descoberto em 2017, o WASP-107b encontra-se sete vezes mais perto da sua estrela do que Mercúrio, o planeta mais próximo do nosso Sol. A sua densidade é muito baixa porque tem o tamanho de Júpiter mas possui apenas um décimo da sua massa. Por vezes, dá-se a estas planetas o apelido de "planetas algodão doce", a sua baixa densidade lembrando a da guloseima.
O vasto fluxo de hélio foi detectado na continuidade da sua atmosfera, chamada de "exosfera". Esta nuvem bloqueia parcialmente a luz da estrela antes mesmo de o planeta passar à frente desta última. "Os nossos modelos de escape atmosférico confirmam a presença de fluxos de hélio, à frente e atrás do planeta, que se estendem na direção do movimento orbital por quase dez vezes o raio do planeta", explica Yann Carteret, doutorando no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e coautor do estudo.
Pistas valiosas
Além do hélio, os astrónomos puderam confirmar a presença de água e de traços de misturas químicas (monóxido de carbono, dióxido de carbono, amônia nomeadamente) na atmosfera do planeta, ao mesmo tempo que notaram a ausência de metano, que o JWST é no entanto capaz de detectar. Tratam-se de pistas valiosas para reconstituir a história da formação e migração do WASP-107b: o planeta formou-se longe da sua órbita atual, depois aproximou-se da sua estrela, o que explicaria a sua atmosfera inchada e a sua perda de gás.
Este estudo constitui uma referência para compreender melhor a evolução e a dinâmica destes mundos distantes. "Observar e modelar o escape atmosférico é um domínio de investigação importante no Departamento de Astronomia da UNIGE, pois ele seria responsável por algumas características observadas na população de exoplanetas", especifica Vincent Bourrier, docente e investigador no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e coautor do estudo.
"Na Terra, o escape atmosférico é demasiado fraco para influenciar drasticamente o nosso planeta. Mas ele seria responsável pela ausência de água na nossa vizinha próxima, Vênus. É portanto primordial compreender bem os mecanismos em ação neste fenômeno, que poderia erodir a atmosfera de alguns exoplanetas rochosos", conclui ele.