Todas as manhãs, no exoplaneta gigante WASP-94A b, nuvens feitas de minerais rochosos se acumulam no céu. À noite, essas nuvens haviam desaparecido.
Usando observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrónomos descobriram este dramático ciclo climático diurno numa Terra distante, localizada na constelação Microscopium, a cerca de 700 anos-luz da Terra. As descobertas são a primeira vez que os cientistas observaram diretamente o ciclo de nuvens em um exoplaneta quente de Júpiter.
A descoberta deu aos investigadores uma visão mais clara da atmosfera do planeta, ajudando-os a compreender melhor do que é feita a Terra e como se comporta o seu clima. A pesquisa está publicada na revista ciência.
“Tenho observado exoplanetas há 20 anos, e a nebulosidade geral tem sido um espinho em nosso lado. Já sabemos há algum tempo que as nuvens estão espalhadas em Júpiteres quentes, o que é irritante porque é como tentar olhar para o planeta através de uma janela embaçada, “disse o co-autor e PI do programa, David Plansburg da Earth Science, David Desings do Earth Plansing. Na Johns Hopkins. “Não só fomos capazes de esclarecer a cena, mas também pudemos finalmente determinar de que são feitas as nuvens e como elas se condensam e evaporam à medida que se movem ao redor do planeta.”
Condições climáticas extremas em WASP-94A b
Para estudar WASP-94A b, os cientistas observaram o planeta enquanto este passava em frente da sua estrela hospedeira. Durante este trânsito, o JWST foi capaz de examinar separadamente as bordas dianteira e traseira do planeta à medida que passavam pela luz das estrelas.
A borda frontal representa o lado matinal do planeta, onde os ventos atmosféricos transportam o ar do lado noturno mais frio para o lado diurno mais quente. A parte traseira funciona como o lado noturno, onde o vento vira para a escuridão.
As observações revelaram uma diferença marcante entre as condições da manhã e da noite. O lado da manhã estava repleto de nuvens feitas de silicato de magnésio, um mineral comumente encontrado nas rochas da Terra. A noite, porém, estava quase sem nuvens.
Os pesquisadores acreditam que existem duas explicações possíveis para a nuvem invisível. Uma ideia é que os ventos fortes arrastam as nuvens para mais fundo na atmosfera do planeta em dias de calor, escondendo-as efetivamente da vista. Outra possibilidade é que as nuvens evaporem à medida que atingem temperaturas superiores a 1.000 graus, semelhantes à neblina matinal na Terra, mas em condições muito mais extremas.
“Foi uma grande surpresa. As pessoas esperavam algumas diferenças, como a manhã ser mais fria do que a noite – é algo natural que experimentamos aqui na Terra”, disse Singh. “Mas o que vimos foi uma enorme diferença no clima e na cobertura de nuvens em ambos os lados do planeta, e isso mudou toda a nossa imagem do planeta.”
James Webb Pierce via Alien Cloud
O céu noturno claro deu aos cientistas uma oportunidade que antes era impossível com telescópios mais antigos como o Hubble. Ao isolar o lado livre de nuvens do planeta, os pesquisadores podem examinar a atmosfera diretamente, em vez de calcular a média das áreas nubladas e claras juntas.
“Com o telescópio Hubble, quando fazemos observações como esta, obtemos uma visão média de todo o planeta com informações das nuvens e da atmosfera combinadas e indistinguíveis”, disse o primeiro autor Sagnik Mukherjee, pós-doutorado na Universidade Estadual do Arizona que foi aluno da Johns Hopkins e da UC Santa Cruz durante a pesquisa. “Esta abordagem com o JWST permitiu-nos localizar as nossas observações, o que nos ajudou a ver os ciclos das nuvens.”
Dados claros resolveram um mistério de longa data sobre a química do planeta. Medições anteriores sugeriram que WASP-94A b contém centenas de vezes mais oxigénio e carbono do que Júpiter, o que é inconsistente com as teorias existentes sobre a formação de planetas.
As novas observações pintam um quadro muito diferente. Os cientistas estimam agora que o planeta contém cerca de cinco vezes mais oxigénio e carbono do que Júpiter, tornando-o muito mais semelhante ao planeta gigante do nosso sistema solar do que se acreditava anteriormente.
Uma nova janela sobre atmosferas alienígenas
Júpiteres quentes são planetas gasosos gigantes que orbitam muito perto de suas estrelas, ainda mais perto do que Mercúrio orbita o Sol. Devido ao seu intenso calor e radiação, estes planetas proporcionam aos cientistas laboratórios naturais ideais para estudar a química atmosférica e o comportamento das nuvens sob condições extremas.
Depois de estudar WASP-94A b, a equipe de pesquisa examinou oito Júpiteres extremamente quentes e detectou ciclos de nuvens semelhantes em duas outras Terras: WASP-39 b e WASP-17 b.
Em seguida, os investigadores planeiam expandir a pesquisa usando um programa de observação JWST maior que investigará os ciclos de nuvens em vários exoplanetas, incluindo um gigante gasoso incomum que viaja através da zona habitável numa órbita excêntrica.
