James Webb desvenda os mistérios do "planeta gigante" WASP-121b

Observação feita pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) sobre o "planeta gigante" WASP-121b revelou novas pistas sobre a origem do astro. O planeta orbita uma estrela hospedeira e apresenta dois hemisférios distintos: um sempre virado para a estrela, com temperatura superior a 3 mil graus Celsius, e um lado onde é eternamente noite, onde a temperatura cai para 1.500 graus.

A partir da detecção de múltiplas moléculas-chave — vapor d'água, monóxido de carbono, monóxido de silício e metano —, uma equipe liderada pelos astrônomos Thomas Evans-Soma e Cyril Gapp compilou um inventário de carbono, oxigênio e silício na atmosfera de WASP-121b. Isso sugere que ele pode ter se originado no disco de gás e poeira ao redor de sua estrela.

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“As temperaturas diurnas são altas o suficiente para que materiais refratários — tipicamente compostos sólidos resistentes ao calor intenso — existam como componentes gasosos da atmosfera do planeta”, explicou Evans-Soma, astrônomo do Instituto Max Planck de Astronomia (Alemanha) e da Universidade de Newcastle (Austrália). Ele liderou o estudo publicado nesta segunda (2/6) na Nature Astronomy.

Os cientistas investigaram a abundância de compostos que evaporam em temperaturas muito diferentes, fornecendo pistas sobre a formação e evolução do planeta. A maior parte do material gasoso do planeta foi acumulado em uma região fria o suficiente para que a água permanecesse congelada, mas suficientemente quente para que o metano evaporasse e existisse em sua forma gasosa. Tais condições ocorrem em distâncias onde a radiação estelar cria as temperaturas apropriadas.

A abundância dos materiais encontrados sugere que a formação gasosa ocorreu durante os estágios finais do desenvolvimento planetário. Tal formação é iniciada com partículas de poeira gelada que se unem e gradualmente crescem, atraindo o pequenas partículas e gases. No caso de WASP-121b, isso parece ter ocorrido em um local onde seixos de metano evaporaram, enriquecendo o gás fornecido ao planeta com carbono. Em contraste, partículas de água permaneceram congelados, retendo oxigênio.

Os astrônomos esperavam que o metano fosse praticamente ausente em WASP-121b devido às temperaturas extremas do lado diurno e à rápida circulação atmosférica. No entanto, a detecção de metano abundante no lado noturno surpreendeu os cientistas. A explicação proposta envolve correntes que trazem metano das camadas inferiores da atmosfera, exigindo revisão dos modelos dinâmicos usados para exoplanetas.

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Usando o espectrógrafo NIRSpec do telescópio espacial James Webb, a equipe acompanhou o WASP-121b durante toda a sua órbita. Apesar da detecção de metano no lado noturno, o gás não foi encontrado na zona de transição entre os hemisférios, sugerindo complexos processos dinâmicos ainda não totalmente compreendidos.