O telescópio espacial James Webb acaba de realizar um feito inédito ao mapear pela primeira vez a atmosfera de um planeta distante em três dimensões. Este avanço abre uma nova janela para a compreensão dos mundos extraterrestres.
Graças a uma técnica chamada mapeamento por eclipse espectroscópico, os astrónomos conseguiram reconstruir a estrutura térmica de WASP-18b, um gigante gasoso situado a 400 anos-luz da Terra. Este planeta, qualificado como 'Júpiter ultra-quente', apresenta temperaturas próximas dos 2 760 graus Celsius.
O estudo publicado na
Nature Astronomy revela como as variações ínfimas do brilho estelar, quando o planeta passa atrás da sua estrela, permitem determinar as temperaturas em diferentes altitudes e posições geográficas.
Representação artística de WASP-18b mostrando as regiões onde o vapor de água se dissocia sob o efeito do calor extremo.
Crédito: NASA/GSFC A análise multi-comprimento de onda realizada com o instrumento NIRISS do telescópio Webb permitiu distinguir várias camadas atmosféricas. Cada comprimento de onda sonda uma altitude específica, desde as camadas superiores ricas em vapor de água até às regiões mais profundas onde esta molécula está ausente. Esta abordagem evidenciou um ponto quente central rodeado por um anel mais fresco, confirmando os modelos teóricos sobre a distribuição térmica das atmosferas planetárias.
A cartografia 3D revelou um fenómeno notável: a dissociação do vapor de água nas zonas mais quentes. Enquanto as regiões periféricas conservam as suas moléculas de água intactas, o ponto central sofre uma temperatura tão elevada que as ligações químicas se quebram. Esta observação direta valida pela primeira vez as previsões teóricas sobre o comportamento da água em condições extremas.
Este método abre perspetivas emocionantes para o estudo de outros exoplanetas. Os investigadores preveem aplicar esta técnica a centenas de 'Júpiteres quentes' já identificados, e talvez um dia a planetas rochosos semelhantes à Terra. A precisão dos mapas poderá ainda melhorar com novas observações, oferecendo uma compreensão cada vez mais refinada dos climas extraterrestres.
O fenómeno de bloqueio de maré
O bloqueio de maré ocorre quando um planeta apresenta sempre a mesma face à sua estrela, como é o caso de WASP-18b. Esta sincronização rotação-revolução resulta das forças gravitacionais que travam progressivamente a rotação planetária.
Nestes mundos bloqueados, o hemisfério diurno sofre uma insolação permanente enquanto o hemisfério noturno permanece na escuridão eterna. Esta configuração cria contrastes térmicos extremos que influenciam profundamente a circulação atmosférica e a química do planeta.
A face iluminada de WASP-18b atinge temperaturas tais que as rochas poderiam fundir-se, enquanto a face obscura permanece muito mais fria. Estas diferenças térmicas geram ventos violentos que redistribuem o calor em torno do planeta, modificando constantemente a sua estrutura atmosférica.
Este fenómeno não é raro no Universo: a nossa Lua está bloqueada por maré com a Terra, tal como muitos exoplanetas próximos da sua estrela. Compreender estes mecanismos ajuda os astrónomos a interpretar as observações dos mundos distantes.
Fonte: Nature Astronomy