Uma equipa de astrónomos encontrou as pistas mais convincentes obtidas até à data de que alguns planetas para lá do nosso Sistema Solar podem ser magnéticos. Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO e do telescópio Gemini North, os investigadores mediram as velocidades dos ventos em sete exoplanetas muito quentes, semelhantes a Júpiter. As observações revelaram que os ventos nestes planetas são muito provavelmente regidos por campos magnéticos, proporcionando a primeira medição fiável de magnetismo em planetas fora do Sistema Solar.

"Esta descoberta abre uma nova janela na investigação de exoplanetas. Trata-se da primeira vez que é possível comparar os ambientes magnéticos de outros mundos, um passo fundamental para, em última análise, compreender quais os planetas que podem manter-se habitáveis, conservar a sua água e, talvez, um dia, albergar vida tal como a conhecemos", diz Julia Seidel, astrónoma no Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur, em França, e autora principal do estudo publicado na revista Nature Astronomy.

O campo magnético da Terra influencia a nossa atmosfera de maneiras complexas e é, por isso, um fator determinante para compreendermos como é que o nosso planeta é capaz de suportar vida. Existem também campos magnéticos noutros planetas do Sistema Solar, como Júpiter e Saturno. No entanto, nos últimos 15 anos, ainda ninguém tinha conseguido medir diretamente a intensidade de campos magnéticos em exoplanetas, o que aconteceu agora.

A equipa, no entanto, não tinha como objetivo inicial medir campos magnéticos, mas sim ventos. Foram medidas as velocidades do vento em sete exoplanetas que orbitam estrelas diferentes: gigantes gasosos como Júpiter, cada um deles situado muito próximo da sua estrela hospedeira e com acoplamento de maré, ou seja, com a rotação sincronizada com a órbita. Tal como nós vemos apenas um lado da Lua, também estes planetas mantêm sempre uma face voltada para a sua estrela, o que resulta num lado diurno escaldante e num lado noturno gelado. Esta diferença de temperaturas entre os dois lados do planeta dá origem a um clima muito diferente do existente na Terra, com a criação de ventos tremendamente fortes. As velocidades dos ventos nos exoplanetas observados variam entre cerca de 7200 km/h e mais de 25.000 km/h. Em termos de comparação, em Júpiter os ventos mais rápidos atingem velocidades de cerca de 1500 km/h.

Este diagrama ilustra o modo como os astrónomos podem inferir a intensidade dos campos magnéticos em exoplanetas a partir do seu efeito nos ventos. Os planetas aqui apresentados são gigantes gasosos como Júpiter, mas encontram-se em acoplamento de maré: um dos lados está constantemente voltado para a estrela e é, por isso, muito mais quente do que o outro. Esta diferença nas temperaturas gera ventos poderosos que sopram do lado diurno para o lado noturno. Normalmente, estes ventos são mais rápidos em planetas que são, em geral, mais quentes, uma vez que há mais energia para impulsionar os ventos. É isto que é mostrado na parte superior do diagrama: o planeta mais quente, à direita, apresenta ventos mais rápidos, indicados pelo velocímetro. Os ventos transportam partículas carregadas, iões e eletrões, como se fossem um circuito elétrico gigante do tamanho do planeta. O campo magnético do planeta dissipa a energia destas partículas, abrandando o vento. Este efeito é mais pronunciado em planetas mais quentes: as temperaturas mais elevadas separam mais moléculas em iões e eletrões, tornando o vento mais susceptível a este abrandamento magnético. Este fenómeno é ilustrado na parte inferior do diagrama, onde o planeta mais quente, à direita, acaba por ter ventos mais lentos do que o planeta mais frio. Com o auxílio de espetrógrafos, os astrónomos conseguem medir a temperatura e a velocidade dos ventos em exoplanetas. Uma tendência de diminuição da velocidade do vento à medida que a temperatura aumenta pode, portanto, indicar a presença de campos magnéticos nesses planetas. Crédito: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada

"Inicialmente queríamos verificar se os ventos atmosféricos se comportavam do mesmo modo em todos os planetas quentes", explica Seidel, que já trabalhou como astrónoma no ESO, no Chile. Para as medições, a equipa utilizou dados do instrumento ESPRESSO, instalado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama, e de um instrumento semelhante colocado no telescópio Gemini North, no Hawaii, EUA.

Ao analisarem como é que a velocidade dos ventos variava em função da temperatura do planeta, os investigadores viram surgir um padrão muito intrigante: quanto mais quente o planeta, mais lento o vento. "Este resultado é totalmente contraintuitivo porque, em condições iguais, os planetas quentes dispõem, naturalmente, de mais energia para acelerar os ventos! Assim, suspeitámos que algo deveria estar a acontecer para fazer com que a velocidade dos ventos fosse menor nos planetas mais quentes", explica Vivien Parmentier, coautor do estudo e professor no Laboratoire Lagrange, em França.

A equipa concluiu que a explicação mais plausível para este mistério passa, muito provavelmente, pela presença de campos magnéticos na globalidade do planeta, já que estes campos podem funcionar como um travão, abrandando assim o movimento de partículas carregadas na atmosfera. Os dados permitiram aos investigadores inferir a intensidade do campo magnético em cada um dos planetas estudados, tendo-se descoberto que é comparável à dos campos encontrados no nosso Sistema Solar: aproximadamente quatro vezes mais forte do que o de Saturno, ou cerca de metade da intensidade do de Júpiter.

Campos magnéticos tão intensos poderão afetar mais do que apenas os ventos nestes planetas distantes. "Na Terra conhecemos a beleza das auroras boreais e austrais, onde partículas carregadas do Sol colidem com o nosso campo magnético e são guiadas para os polos, colidindo com gases na atmosfera para produzir espetáculos coloridos de verde, rosa e roxo", explica a coautora do estudo Bibiana Prinoth, ex-doutoranda da Universidade de Lund, na Suécia, e atualmente astrónoma do ESO em Garching, na Alemanha. Nos exoplanetas estudados, as auroras induzidas magneticamente podem ser ainda mais espetaculares. A equipa aguarda com expetativa a chegada do ELT (Extremely Large Telescope) do ESO, que ajudará a caracterizar não só grandes exoplanetas, semelhantes a Júpiter, mas também outros mais pequenos, como a Terra, possivelmente até detetando gases que possam produzir auroras nestes mundos distantes. "Gosto de imaginar que alguns destes mundos têm um céu repleto não só de estrelas, mas também de vastas cortinas de luz colorida a dançar sobre um planeta, onde em metade há um dia perpétuo e noutra metade uma noite interminável," afirma Prinoth.

// ESO (comunicado de imprensa)
// Observatório Internacional Gemini (comunicado de imprensa)
// NOIRLab (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (PDF)

Quer saber mais?

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

VLT (Very Large Telescope):
ESO
Wikipedia
Espetrógrafo ESPRESSO (ESO)

Observatório Internacional Gemini:
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