Exoplaneta de clima extremo tem ventos de ferro e titânio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/02/2025

Quatro telescópios integrados conseguiram estudar as camadas da atmosfera do exoplaneta.
[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Clima infernal

Astrônomos combinaram quatro telescópios do ESO, no Chile, para observar a atmosfera de um planeta fora do nosso Sistema Solar, mapeando pela primeira vez a sua estrutura tridimensional.

O planeta WASP-121b (também conhecido por Tylos), situa-se a cerca de 900 anos-luz de distância da Terra, na constelação da Popa, e é do tipo Júpiter ultra-quente, ou seja, trata-se de um planeta gigante gasoso que orbita a sua estrela hospedeira tão de perto que um ano no planeta dura somente cerca de 30 horas terrestres. Além disso, um dos lados do planeta é escaldante, já que está sempre virado para a estrela, enquanto o outro lado é muito mais frio.

Assim, não seria de se esperar um clima ameno e aconchegante, mas o que os astrônomos viram superou as expectativas: Ventos poderosos transportam elementos químicos como o ferro e o titânio, criando padrões climáticos intrincados na atmosfera do exoplaneta.

"A atmosfera deste planeta mostra-se desafiadora para a nossa compreensão do comportamento do clima, não só na Terra, mas também noutros planetas. Realmente, parece algo saído diretamente da ficção científica!", disse Julia Seidel, membro da equipe.

É a primeira vez que os astrônomos conseguem estudar a atmosfera de um exoplaneta com tanto detalhe. O registro de ventos distintos em camadas diferentes permitiu criar um mapa tridimensional da estrutura atmosférica de Tylos.

"Descobrimos algo surpreendente: Uma corrente de jato faz o material girar em torno do equador do planeta, enquanto um outro fluxo que existe em níveis atmosféricos mais baixos transporta gás do lado quente do planeta para o lado frio. Este tipo de clima nunca foi observado anteriormente em nenhum planeta," contou Julia.

Em um lado planeta é sempre dia, e no outro é sempre noite.
[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

A corrente de jato estende-se por metade do planeta, ganhando velocidade e movimentando violentamente a atmosfera superior à medida que atravessa o lado quente de Tylos. "Mesmo os furacões mais fortes que observamos no Sistema Solar parecem calmos em comparação com este fenômeno," acrescentou Julia.

Atmosfera de exoplanetas

Para revelar a estrutura tridimensional da atmosfera do exoplaneta, a equipe utilizou o instrumento ESPRESSO, montado no VLT, que combina a radiação coletada pelos quatro telescópios principais do ESO num único sinal. Deste modo, captura-se quatro vezes mais radiação do que se um único telescópio fosse usado, o que permite revelar muito mais detalhes.

Ao observar o planeta durante um trânsito completo pela frente da sua estrela, o ESPRESSO foi capaz de detectar assinaturas de diversos elementos químicos, sondando assim diferentes camadas da atmosfera. A equipe seguiu os movimentos do ferro, do sódio e do hidrogênio, conseguindo assim detectar ventos nas camadas profunda, média e superficial da atmosfera do planeta, respectivamente.

"O VLT nos permitiu sondar três camadas diferentes da atmosfera do exoplaneta de uma só vez," contou o astrônomo brasileiro Leonardo dos Santos, atualmente trabalhando no Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, nos Estados Unidos. "É o tipo de observação que é muito difícil de fazer com telescópios espaciais, o que realça a importância de observar exoplanetas a partir do solo."

Curiosamente, as observações também revelaram a presença de titânio logo abaixo da corrente de jato. É uma surpresa, uma vez que observações anteriores deste exoplaneta tinham apontado para a ausência desse elemento, possivelmente por este se encontrar escondido nas profundezas da atmosfera.

Há um grande interesse em observar a atmosfera de planetas menores, de dimensões mais parecidas com as da Terra, mas isso exigirá telescópios maiores, como o ELT (Extremely Large Telescope), atualmente em construção no mesmo deserto chileno do Atacama.

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