Astrónomos liderados pela Universidade Northwestern descobriram céus salgados em torno do famoso "Planeta Rosa" do Universo.

Durante mais de uma década, este mundo antigo, envolto numa névoa rosada, manteve os astrónomos na incerteza. Sendo um dos companheiros de massa planetária mais frios de que se tem conhecimento e que alguma vez foi fotografado diretamente, este objeto esquivo é demasiado fraco para que os astrónomos consigam analisar a sua luz a partir da Terra. Mas novas observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelam uma atmosfera repleta de química exótica - e nuvens salgadas diferentes de tudo o que se viu até agora.

As observações fornecem algumas das primeiras evidências diretas da existência de nuvens salgadas na atmosfera de um objeto frio, um fenómeno que os cientistas teorizaram há mais de 15 anos. A descoberta marca também um passo importante no estudo de objetos cada vez mais frios, que são demasiado fracos para serem examinados com telescópios terrestres.

O estudo foi publicado no passado dia 18 de junho na revista The Astronomical Journal.

"O Planeta Rosa é o companheiro mais frio alguma vez descoberto com instrumentos terrestres", afirmou Aneesh Baburaj, da Northwestern, que liderou o estudo. "Muitas equipas de todo o mundo realizaram observações de acompanhamento para estudar a sua luz, mas esta era demasiado fraca para os instrumentos terrestres. Isso tornou-o um alvo perfeito para o JWST. Quando finalmente obtivemos o seu espetro, pareceu-nos imediatamente interessante. Mas assim que começámos a analisar os dados mais a fundo, percebemos que não se assemelhava a nada que já tivéssemos analisado anteriormente".

Especialista em exoplanetas, Baburaj é investigador pós-doc no CIERA (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics) da Universidade Northwestern. Este trabalho foi realizado em colaboração com cientistas do STScI (Space Telescope Science Institute), incluindo Marshall Perrin, que concebeu o programa de observação para este objeto. Perrin é membro da Equipa de Cientistas do JWST, que contribuiu para a conceção do telescópio e é responsável pelas suas operações quotidianas atuais.

Antigo e frio

Descoberto em 2013, o "Planeta Rosa" (GJ 504 b) orbita uma estrela semelhante ao Sol, localizada a 57 anos-luz da Terra. Apesar da sua alcunha, os astrónomos não têm a certeza se se trata, de facto, de um planeta. Com cerca de 25 vezes a massa de Júpiter, GJ 504 b situa-se perto da fronteira difusa entre os planetas gigantes e as anãs castanhas. Por isso, os astrónomos referem-se a ele como um "companheiro de massa planetária", o que significa que é um objeto do tamanho de um planeta a orbitar uma estrela.

Para complicar ainda mais o mistério, as repetidas tentativas de o estudar com telescópios terrestres não tiveram sucesso. Enquanto a maioria dos exoplanetas captados diretamente por imagens se situa entre os 500 e os 1000 graus Celsius, GJ 504 b tem apenas 290º C - aproximadamente a temperatura de um forno de pão.

A idade do companheiro é responsável pela sua temperatura fria, afirmou Baburaj. Embora nasçam a temperaturas extremamente elevadas, os planetas gigantes arrefecem à medida que envelhecem. E o novo estudo estima que GJ 504 b tenha entre 2,5 mil milhões e 4 mil milhões de anos.

Utilizando o JWST, Baburaj e a sua equipa captaram a luz fraca de GJ 504 b. Em seguida, recorreram a técnicas avançadas de processamento de dados para eliminar o brilho da sua estrela hospedeira, muito mais intenso. Esta combinação revelou finalmente o espetro do companheiro, um gráfico que decompõe a luz dispersa nas cores que a compõem. Cada cor representa um elemento diferente. Assim, ao analisar o espetro de um objeto, os cientistas podem descobrir a presença de elementos e moléculas específicos.

"No passado, outros astrónomos observaram o companheiro durante uma noite inteira com alguns dos maiores telescópios do mundo para obter um espetro", afirmou Baburaj. "E não conseguiram ver o objeto. Com o JWST, toda a nossa observação demorou cerca de duas horas e fomos bem-sucedidos".

Um mundo famoso ganha destaque

Os dados revelaram uma rica mistura de substâncias químicas, incluindo vapor de água, metano, dióxido de carbono, amoníaco e outras moléculas. Para reconstruir o companheiro, os investigadores introduziram esses dados num modelo astrofísico. Mas algo não batia certo. A atmosfera simulada do companheiro só correspondia às observações se contivesse características invulgares e fisicamente improváveis. Quando os investigadores adicionaram nuvens ao modelo, as características invulgares desapareceram. É provável que as nuvens de sal tenham escondido as camadas mais profundas da atmosfera, moldando a luz que chegou ao JWST.

"Realizámos simulações com nuvens e os resultados corresponderam ao que sabemos sobre planetas frios", afirmou Baburaj. "Experimentámos três tipos diferentes de nuvens e as nuvens de sal foram as que melhor se adequaram. Quando tivemos em conta as nuvens de sal, estas atenuaram a assinatura das moléculas escondidas nas camadas mais profundas da atmosfera do companheiro. Assim, os resultados tornaram-se fisicamente possíveis".

O espetro também sugere que GJ 504 b é invulgarmente rico em elementos pesados, ou metais. No entanto, o mistério da formação do objeto persiste, com os dados atuais a sugerirem que se poderá ter formado quer como um planeta, quer como uma pequena estrela.

Baburaj afirma que as técnicas utilizadas no estudo poderão ajudar a desvendar outros mistérios em torno dos planetas frios e pouco luminosos. Júpiter, por exemplo, possui nuvens compostas por gelo de amoníaco. Embora esses tipos de nuvens continuem fora do alcance das observações atuais, a deteção das nuvens de sal de GJ 504 b sugere que os astrónomos estão a aproximar-se.

"Esta é a primeira vez que descobrimos que as nuvens de sal são fundamentais para explicar o espetro de um objeto", afirmou Baburaj. "É um bom lembrete para ter em conta as nuvens nos nossos modelos".

// Universidade Northwestern (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)

Quer saber mais?

GJ 504 b:
NASA
ipac
Exoplanet.eu
Wikipedia

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

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