Telescópio James Webb captura exoplaneta que está a evaporar sob o calor do seu próprio sol

Observações do Telescópio James Webb mostram que HD 80606 b, um gigante gasoso com uma órbita extrema, passa por picos de temperatura e mudanças químicas surpreendentes que podem ajudar-nos a compreender melhor outros exoplanetas.

Esta imagem concetual mostra o exoplaneta HD 80606 b a ser "assado" à medida que a sua órbita se aproxima do periastro, o ponto de maior proximidade com a sua estrela hospedeira. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Entre os milhares de exoplanetas descobertos até ao momento, poucos são tão impressionantes quanto o HD 80606 b. Este mundo, situado fora do Sistema Solar e com quatro vezes a massa de Júpiter, voltou a atrair a atenção da comunidade científica graças a novas observações realizadas pelo Telescópio Espacial James Webb, da NASA.

Os resultados preliminares do estudo foram apresentados durante a 248ª reunião da Sociedade Astronómica Americana (AAS), realizada em Pasadena, Califórnia, e revelam que o planeta sofre variações de temperatura muito mais extremas do que o esperado ao aproximar-se da sua estrela.

Conforme explicado por Tiffany Kataria, autora principal do estudo do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, o HD 80606 b destaca-se mesmo entre os exemplos mais incomuns dos chamados "Júpiteres quentes" — uma categoria de gigantes gasosos que orbitam muito perto das suas estrelas e atingem temperaturas abrasadoras.

No entanto, este planeta apresenta uma diferença fundamental: a sua órbita é extraordinariamente elíptica. Em vez de manter uma distância relativamente constante, ele passa longos períodos longe da sua estrela e, então, mergulha em direção a ela numa aproximação extrema que transforma radicalmente as suas condições atmosféricas.

Um aumento inesperado da temperatura

Observações do telescópio James Webb mostram que, durante esta aproximação máxima — conhecida como periastro —, a temperatura do planeta sofre um aumento abrupto de aproximadamente 1.100 graus Fahrenheit (o equivalente a mais de 600 graus Celsius).

Cientistas já suspeitavam que este fenómeno poderia causar mudanças significativas na atmosfera do exoplaneta. Estudos anteriores tinham demonstrado que flutuações bruscas de temperatura podem alterar a composição química destes mundos e até mesmo afetar a formação e a dissipação de nuvens em questão de horas.

Agora, novos dados obtidos pelo Webb permitem observar estes processos com um nível de detalhe sem precedentes.

Estas imagens simuladas mostram a evolução de fenómenos meteorológicos extremos no exoplaneta HD 80606b — que possui uma órbita altamente excêntrica — durante os dias seguintes à sua máxima aproximação da estrela hospedeira. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCSC.

Laura C. Mayorga, astrónoma especializada em exoplanetas e coautora do estudo, destacou que a órbita singular de HD 80606 b transforma o planeta num verdadeiro laboratório natural. Graças a estas mudanças extremas, os investigadores podem analisar como uma atmosfera reage a condições térmicas variáveis durante uma única campanha de observação.

Estas informações, observou ela, poderiam ajudar-nos a compreender melhor não apenas outros Júpiteres quentes, mas também uma grande variedade de exoplanetas descobertos nos últimos anos.

O poder do Telescópio James Webb

Para estudar o planeta, a equipa utilizou uma técnica conhecida como espectroscopia, que consiste em decompor a luz nas suas cores constituintes para identificar as características físicas e químicas dos objetos observados.

Neste caso, os investigadores utilizaram o MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Telescópio James Webb. As observações foram realizadas antes, durante e depois do periastro, incluindo o momento em que o planeta passou atrás da sua estrela do ponto de vista do telescópio — um fenómeno conhecido como eclipse secundário.

O planeamento desta campanha exigiu anos de preparação. O HD 80606 b tem um período orbital de 111 dias, e a sua alta excentricidade faz com que os momentos mais interessantes para observá-lo sejam relativamente breves. Somam-se a isso as limitações operacionais do próprio Webb, que só pode apontar para regiões específicas do céu dependendo da posição da Terra em relação ao Sol.

Um tesouro de dados a ser decifrado

Embora a análise tenha começado recentemente, os investigadores afirmam que os resultados já são extraordinários. Uma das descobertas mais marcantes é que o aquecimento registado foi ainda mais intenso do que o previsto com base em observações anteriores feitas com o Telescópio Espacial Spitzer, que foi aposentado em 2020.

Não é por acaso que HD 80606 b ganhou o apelido de "exoplaneta tostado". De facto, ele ficou tão famoso que foi destaque num dos posteres educativos criados pela NASA para apresentar mundos exóticos descobertos além do Sistema Solar.

Graças à sensibilidade do telescópio James Webb, os cientistas agora podem começar a distinguir sinais químicos específicos — incluindo metano e dióxido de carbono —, que são elementos fundamentais para compreender a dinâmica atmosférica do planeta.

Para os investigadores, a vasta quantidade de dados obtidos representa apenas o começo. Cada nova análise promete fornecer pistas sobre como as atmosferas de gigantes gasosos evoluem sob condições extremas, ao mesmo tempo que oferece uma melhor compreensão da diversidade de mundos na nossa galáxia.