Atmosfera sem água e oxigénio: Webb deteta carbono e hélio num planeta em órbita de um pulsar

Uma equipa internacional de cientistas que trabalha com o Telescópio Espacial James Webb da NASA identificou um exoplaneta com características nunca antes observadas. O objeto, oficialmente designado PSR J2322-2650b, não só tem uma atmosfera única, como também orbita um hospedeiro extremo: uma estrela de neutrões em rotação rápida, conhecida como pulsar. A descoberta foi aceite para publicação no The Astrophysical Journal Letters e já está a suscitar um intenso debate na comunidade astronómica.

O PSR J2322-2650b tem uma massa comparável à de Júpiter, mas a sua forma está longe de ser esférica. A gravidade brutal da sua estrela hospedeira estica-o numa forma alongada, tipo limão. “Estamos a ver um novo tipo de atmosfera planetária que ninguém tinha observado antes”, explicou Michael Zhang, autor principal do estudo e investigador da Universidade de Chicago.

Uma estrela do tamanho de uma cidade

O pulsar que domina este sistema é, nas palavras de Zhang, “uma estrela completamente bizarra: tem a massa do Sol, mas o tamanho de uma cidade”. Esta combinação extrema gera campos gravitacionais e radiação de energia extremamente elevada. No entanto, ao contrário das estrelas comuns, o pulsar emite principalmente raios gama e partículas energéticas que não saturam os detetores de infravermelhos do Webb.

Isto permitiu aos astrónomos seguir o espetro do planeta ao longo de toda a sua órbita, algo que raramente é possível noutros sistemas. “O espectro que obtemos é invulgarmente ‘puro’”, disse Maya Beleznay, uma estudante da Universidade de Stanford, que modelou a geometria e a forma orbital do planeta. O PSR J2322-2650b está a apenas 1,6 milhões de quilómetros da sua estrela, uma distância minúscula comparada com os 150 milhões de quilómetros que separam a Terra do Sol.

Ainda mais surpreendente é o que poderia acontecer no interior do planeta. Sob pressões extremas, o carbono poderia comprimir-se e cristalizar-se em formas semelhantes a diamantes. “É muito difícil imaginar como é que se chega a uma composição tão rica em carbono”, disse Zhang. "Parece excluir todos os mecanismos de formação conhecidos.

Planeta ou vestígio estelar?

O sistema pertence provavelmente à família das chamadas “viúvas negras”, em que um pulsar rouba matéria a uma companheira mais pequena, corroendo-a ao longo do tempo. Na maioria dos casos, essa companheira é uma estrela de baixa massa. Neste caso, no entanto, a União Astronómica Internacional classifica o objeto como um exoplaneta, sublinhando a sua raridade.

Para Zhang, o PSR J2322-2650b não se enquadra em nenhum cenário padrão. "Formou-se como um planeta normal? Não, porque a sua composição é completamente diferente. É o núcleo despojado de uma estrela? Provavelmente também não, porque a física nuclear não produz carbono puro", explicou.

Um quebra-cabeças em aberto

Roger Romani, coautor do artigo e investigador em Stanford, propôs um possível processo interno: à medida que o objeto arrefece, uma mistura de carbono e oxigénio pode cristalizar, permitindo que cristais de carbono puro subam e se misturem com o hélio da atmosfera. "Mas ainda está por explicar porque é que o oxigénio e o azoto não aparecem. É aí que surge a controvérsia", admitiu.

A descoberta foi possível graças à sensibilidade ao infravermelho do James Webb e ao seu ambiente termicamente estável, a mais de um milhão de quilómetros da Terra. A partir da superfície terrestre, seria praticamente impossível efetuar medições semelhantes. Para os cientistas, este planeta impossível não é apenas uma raridade: é um convite a repensar como e onde os mundos se podem formar no Universo.

Referência da notícia

Michael Zhang et al. A Carbon-rich Atmosphere on a Windy Pulsar Planet. 2025 ApJL 995 L64 DOI 10.3847/2041-8213/ae157c