O Telescópio Espacial James Webb conduziu uma análise detalhada do WASP-39b, revelando as diferentes condições atmosféricas nos lados “manhã” e “noturno” de um planeta distante. Este é um exoplaneta bloqueado pelas marés com diferentes condições atmosféricas pela manhã e à noite. É mais fresco pela manhã e mais quente à noite.
A medição das atmosferas de exoplanetas (planetas fora do nosso sistema solar) usando telescópios poderosos já está disponível há algum tempo. No entanto, há muito se pensa que a atmosfera é a mesma em todo o planeta.
A nova análise, publicada a 15 de julho na revista Nature, centra-se num planeta com uma atmosfera extraordinária, revelando os seus lados únicos de “manhã” e “noite”. O estudo foi liderado pelo Space Telescope Science Institute, com parte da análise conduzida por um pesquisador do Imperial College London.
O planeta gigante, denominado WASP-39b, tem um raio maior que Júpiter, mas uma massa semelhante à de Saturno e orbita uma estrela a cerca de 700 anos-luz de distância da Terra. Está também muito perto da sua estrela, o que faz com que a temperatura máxima diária da sua superfície exceda os 1000°C (1800°F), o que significa que leva o mesmo tempo para completar uma rotação "diária" e para completar uma rotação orbital.
Isso também significa que ele está "travado de forma maré": o mesmo lado do planeta sempre está voltado para a estrela, assim como o mesmo lado da Lua sempre está voltado para a Terra. Isso cria um lado “diurno” constante e um lado “noturno” constante do planeta, mas, o que é crucial, também existem lados “manhã” e “noturno” entre eles.
James Kirk, do Departamento de Física do Imperial College London, disse: "Não existem tais planetas no sistema solar, mas a maioria dos planetas que observamos orbitando estrelas distantes são relativamente próximos e têm órbitas curtas, como WASP-39b. Agora, conseguimos testar nossas teorias sobre esses planetas e medir diretamente os aspectos crepusculares e crepusculares dos exoplanetas em uma ampla faixa de comprimentos de onda pela primeira vez."
Néstor Espinoza, investigador de exoplanetas no Space Telescope Science Institute e primeiro autor do estudo, comentou: "Esta análise também é particularmente interessante porque obtemos informações tridimensionais sobre o planeta que não estavam disponíveis antes. Porque podemos ver que a borda é mais quente à noite, o que significa que é um pouco mais fofa. Portanto, em teoria, há uma pequena expansão perto do fim do lado noturno do planeta."
Os cientistas descobrem informações sobre as atmosferas dos exoplanetas medindo a luz que o planeta recebe quando passa em frente da sua estrela. Neste processo, a luz da estrela muda à medida que é filtrada pela atmosfera do planeta. Os instrumentos a bordo do Telescópio Espacial James Webb podem detectar estas mudanças, com assinaturas específicas revelando diferentes moléculas na atmosfera.
No entanto, esta técnica assume que a atmosfera é aproximadamente a mesma em toda a superfície da Terra.
Em WASP-39b, o lado diurno que sempre fica voltado para a estrela é muito mais quente que o lado noturno. Devido à forma como o planeta gira, pensa-se que esta enorme diferença de temperatura cria um vento forte no equador que se move numa direcção. Isso forma a "Brisa da Manhã" e a "Brisa da Noite". A "brisa matinal" é o vento frio noturno que sopra para o lado diurno, enquanto a "brisa noturna" é o vento quente diurno que sopra para o lado noturno. Os dados mostram que as temperaturas noturnas são significativamente mais altas, atingindo escaldantes 800°C (1500°F), enquanto as temperaturas matinais são relativamente mais frias, a 600°C (1100°F).
A formação de nuvens está relacionada com a temperatura, por isso a equipe esperava que o número de nuvens fosse diferente pela manhã e à noite. Eles testaram isso usando vários métodos de análise de dados do JWST e descobriram que, conforme previsto, havia mais nuvens pela manhã do que à noite.
Dr. Kirk desenvolveu uma das técnicas de análise que se concentra exclusivamente na luz recebida pelo planeta quando ela começa e termina na superfície da estrela. Como apenas as bordas do planeta “tocam” o disco da estrela nesses momentos, a luz da estrela só é filtrada pelos lados matinais ou noturnos da atmosfera, respectivamente. Os resultados da análise combinam bem com outras análises feitas por outros membros da equipe, que inclui pesquisadores dos Estados Unidos e da Europa.
A equipe espera agora expandir sua análise para incluir dados de mais instrumentos no JWST. O telescópio transporta instrumentos que analisam a luz numa gama de comprimentos de onda, do visível ao infravermelho, revelando mais detalhes sobre as diferenças na atmosfera do WASP-39b.
Kirk disse: "Agora que demonstramos a viabilidade deste método no JWST, e a altíssima precisão do JWST, isso realmente abre uma nova maneira para compreendermos e medirmos a circulação atmosférica de exoplanetas, à qual anteriormente éramos em grande parte insensíveis."
Compilado de /ScitechDaily