Telescópio Webb revela auroras e crepúsculos eternos em exoplaneta singular

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Por Chi Silva
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Exoplaneta com atmosfera brilhante sob um céu de crepúsculo constante.

São PauloCientistas utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA confirmaram previsões importantes sobre um grande planeta chamado WASP-39 b. Este planeta é 1,3 vezes maior que Júpiter, mas possui uma massa similar à de Saturno. Ele orbita uma estrela a cerca de 700 anos-luz de distância e apresenta sempre o mesmo lado voltado para a estrela enquanto o outro lado permanece na escuridão.

Astrônomos utilizaram o Espectrógrafo de Infravermelho Próximo (NIRSpec) do telescópio Webb e descobriram que existe uma grande diferença de temperatura entre o lado da manhã e o lado da noite do planeta. As temperaturas são:

  • Lado da manhã: 600 graus Celsius (1.150 graus Fahrenheit)
  • Lado da noite: 800 graus Celsius (1.450 graus Fahrenheit)

O lado noturno é cerca de 300 graus Fahrenheit mais quente. Os pesquisadores também notaram que o lado matutino provavelmente apresenta mais nuvens.

Astrônomos analisaram o exoplaneta WASP-39 b utilizando seu espectro de transmissão de 2 a 5 microns. Eles examinaram a região onde os lados diurno e noturno do planeta se encontram. Ao comparar a luz estelar que atravessa a atmosfera do planeta quando ele está à frente da estrela com a luz próxima à estrela, coletaram informações sobre a temperatura do planeta, composição atmosférica e outras características.

Um estudo anterior de Webb sobre a atmosfera de WASP-39 b encontrou dióxido de carbono, dióxido de enxofre, vapor d'água e sódio. Esses dados mostraram uma mistura de condições na fronteira entre o dia e a noite. Agora, os cientistas dividiram essa fronteira em duas partes, uma para a manhã e outra para a tarde, para uma análise detalhada.

Pesquisadores analisaram os dados para entender a atmosfera e os padrões das nuvens do planeta. Descobriram que o movimento dos gases é a principal causa das diferenças de temperatura. Nesse planeta, gases quentes se deslocam do lado diurno para o lado noturno por meio de ventos fortes ao longo do equador. Esses ventos tornam a manhã mais fresca e a noite mais quente.

Cientistas utilizaram modelos complexos, semelhantes aos utilizados para prever o tempo na Terra, para estudar os ventos no planeta WASP-39 b. Eles descobriram que os ventos se movem do lado noturno para o lado matutino, depois atravessam para o lado vespertino e voltam ao lado noturno. Esse padrão provoca uma diferença significativa de temperatura, com ar mais frio no lado matutino e mais quente no lado vespertino. Os ventos em WASP-39 b podem alcançar velocidades de milhares de milhas por hora.

Os resultados foram publicados na revista Nature. A equipe pretende aplicar o mesmo método para estudar outros planetas semelhantes a Júpiter quente, utilizando o Programa de Observadores Gerais do Ciclo 2 de Webb, número 3969. Os dados deste estudo foram coletados durante o programa de Ciências de Liberação Antecipada 1366, que começou quando Webb iniciou suas operações regulares em 2022. Este estudo demonstra as capacidades do Webb e oferece novas oportunidades para a análise de exoplanetas.

O estudo é publicado aqui:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07768-4

e sua citação oficial - incluindo autores e revista - é

Néstor Espinoza, Maria E. Steinrueck, James Kirk, Ryan J. MacDonald, Arjun B. Savel, Kenneth Arnold, Eliza M.-R. Kempton, Matthew M. Murphy, Ludmila Carone, Maria Zamyatina, David A. Lewis, Dominic Samra, Sven Kiefer, Emily Rauscher, Duncan Christie, Nathan Mayne, Christiane Helling, Zafar Rustamkulov, Vivien Parmentier, Erin M. May, Aarynn L. Carter, Xi Zhang, Mercedes López-Morales, Natalie Allen, Jasmina Blecic, Leen Decin, Luigi Mancini, Karan Molaverdikhani, Benjamin V. Rackham, Enric Palle, Shang-Min Tsai, Eva-Maria Ahrer, Jacob L. Bean, Ian J. M. Crossfield, David Haegele, Eric Hébrard, Laura Kreidberg, Diana Powell, Aaron D. Schneider, Luis Welbanks, Peter Wheatley, Rafael Brahm, Nicolas Crouzet. Inhomogeneous terminators on the exoplanet WASP-39 b. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07768-4
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