Astrônomos conseguiram observar, pela primeira vez, diferenças atmosféricas entre as regiões de amanhecer e anoitecer de um exoplaneta gigante localizado fora do Sistema Solar. A descoberta foi feita com o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e envolveu o WASP-121 b, um chamado "Júpiter ultraquente", planeta gasoso submetido a temperaturas extremas.
O estudo foi liderado por Cyril Gapp, doutorando do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, e publicado nesta quarta-feira (10/6) na revista Nature Astronomy.
A pesquisa permitiu que os cientistas analisassem a atmosfera do planeta em diferentes longitudes, identificando variações significativas de temperatura e composição química. O resultado confirma previsões teóricas sobre a dinâmica atmosférica desses mundos extremos e aponta limitações nos modelos atualmente utilizados.
O WASP-121 b está muito próximo de sua estrela e leva o mesmo tempo para girar em torno do próprio eixo e completar uma órbita. Isso faz com que um lado permaneça permanentemente voltado para a estrela, enquanto o outro fica sempre na escuridão.
Segundo o pesquisador Tom Evans-Soma, da Universidade de Newcastle e coautor do estudo, a temperatura média do lado iluminado chega a cerca de 2.770 Kelvin, o equivalente a aproximadamente 2.500°C. Já o lado noturno apresenta temperaturas próximas de 1.000 Kelvin, ou cerca de 725°C. Essas condições fazem do WASP-121 b um dos exoplanetas mais extremos já estudados.
Os cientistas descobriram que a região do anoitecer do planeta é mais quente do que a região do amanhecer. A explicação está em ventos extremamente intensos que transportam calor do lado iluminado para o lado escuro. Esses ventos acompanham a rotação do planeta e aquecem a zona do anoitecer.
Com temperaturas mais elevadas, essa parte da atmosfera se expande. Como consequência, o planeta absorve mais luz da estrela nessa região. "Com sua qualidade observacional sem precedentes, o JWST nos oferece as visões mais detalhadas já obtidas de planetas distantes. Ao medir como a absorção da luz estelar muda enquanto o WASP-121 b gira, investigamos sua atmosfera longitude por longitude", afirmou Cyril Gapp.
Os dados mostraram que a absorção de luz infravermelha é maior no anoitecer, evidenciando uma forte assimetria térmica entre os dois lados.
Além das diferenças de temperatura, os pesquisadores observaram mudanças na composição química da atmosfera. A quantidade de vapor de água diminui nas regiões mais quentes. Segundo a equipe, isso ocorre porque as moléculas de água são quebradas pelo calor intenso, processo conhecido como dissociação térmica.
Já o monóxido de carbono permaneceu estável. O sinal desse gás aumentou durante as observações, mas os pesquisadores explicam que isso está relacionado ao acesso a camadas mais profundas e quentes da atmosfera, e não a um aumento real na quantidade de moléculas.
A descoberta foi possível graças ao instrumento NIRSpec, espectrógrafo infravermelho do James Webb. Durante o trânsito do planeta diante de sua estrela, os cientistas analisaram a luz estelar que atravessava a atmosfera do WASP-121 b. Como o planeta gira ligeiramente durante essa passagem, diferentes regiões atmosféricas entram gradualmente no campo de visão.
Ao longo de um trânsito completo, o planeta gira cerca de 30 graus. Esse movimento foi suficiente para que os pesquisadores distinguissem com precisão as regiões do amanhecer e do anoitecer. Em vez de combinar todos os dados em uma única média, como normalmente é feito, a equipe analisou as mudanças ao longo do tempo. Métodos estatísticos mostraram que essa abordagem descrevia melhor as observações.
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