Os astrónomos criaram o primeiro mapa tridimensional de um planeta fora do nosso sistema solar, revelando diferentes zonas de temperatura, incluindo áreas tão quentes que o vapor de água se decompõe. Os resultados da pesquisa aparecem em astronomia naturalpublicado em 28 de outubro de 2025.
O estudo, liderado por pesquisadores da Universidade de Maryland e da Universidade Cornell, mapeou as temperaturas de WASP-18b, um enorme gigante gasoso a 400 anos-luz da Terra que é classificado como um “Júpiter ultraquente”. A equipe aplicou um método chamado mapeamento de eclipse 3D (também conhecido como mapeamento de eclipse espectral), marcando a primeira vez que esta técnica foi usada para construir um mapa de temperatura 3D completo. Este trabalho estende o mapa 2D do eclipse solar da equipe lançado em 2023 usando observações altamente sensíveis do Telescópio Espacial James Webb da NASA (JWST).
“Esta tecnologia é realmente a única que pode detectar simultaneamente todas as três dimensões: latitude, longitude e altitude”, disse Megan Weiner Mansfield, co-autora principal do artigo e professora assistente de astronomia na Universidade de Maryland. “Isso nos dá um nível de detalhe mais alto do que podemos obter estudando esses objetos.”
Com esta abordagem, os cientistas podem começar a mapear as diferenças nas atmosferas de muitos dos exoplanetas observáveis pelo JWST, tal como os telescópios terrestres documentaram a Grande Mancha Vermelha de Júpiter e as suas nuvens em faixas.
“O mapeamento de eclipses permite-nos obter imagens de exoplanetas que não podemos ver diretamente porque as suas estrelas hospedeiras são demasiado brilhantes,” disse Ryan Challener, co-autor principal do artigo e pós-doutorando no Departamento de Astronomia de Cornell. “Com este telescópio e esta nova tecnologia, podemos começar a compreender os exoplanetas, bem como os nossos vizinhos do sistema solar.”
Encontrar exoplanetas é difícil porque eles são geralmente muito mais escuros do que as suas estrelas, muitas vezes contribuindo com menos de 1% da luz total. O mapeamento do eclipse mede pequenas mudanças na luz à medida que o planeta se move atrás da estrela, ocultando e revelando alternadamente diferentes áreas. Ao vincular essas pequenas mudanças de brilho a locais específicos da Terra e analisá-las em múltiplas cores, os cientistas podem reconstruir as temperaturas ao longo da latitude, longitude e altitude.
WASP-18b é ideal para este teste porque tem uma massa de cerca de 10 Júpiteres, completa uma órbita em apenas 23 horas e atinge temperaturas próximas de 5.000 graus Fahrenheit. Estas propriedades fornecem um sinal relativamente forte para novos métodos de mapeamento.
Os primeiros mapas 2D da equipe usavam luz monocromática. Para a versão 3D, eles reanalisaram os mesmos dados JWST em vários comprimentos de onda do Near Infrared Imager and Seamless Spectrometer (NIRISS). Cada cor detecta uma camada diferente da atmosfera do WASP-18b e corresponde a uma temperatura e altitude específicas. A combinação dessas camadas produz estruturas de temperatura tridimensionais detalhadas.
“Se você mapear os comprimentos de onda que a água absorve, verá camadas de água na atmosfera, e os comprimentos de onda que a água não absorve são mais profundos”, explicou Challener. “Se você juntá-los, obterá um mapa 3D da temperatura naquela atmosfera.”
A análise 3D identificou uma região espectralmente distinta do lado permanentemente iluminado pelo sol do planeta, que está sempre voltado para a estrela porque o planeta está bloqueado pela maré. O ponto quente circular está localizado onde a luz da estrela o atinge mais diretamente e os ventos parecem ser demasiado fracos para espalhar o calor de forma eficaz. Um anel mais frio envolve o centro quente perto da borda do planeta. As medições também mostraram menos vapor de água dentro do hotspot em comparação com a média da Terra.
“Vimos isto a nível populacional, onde temos um planeta mais frio com água e depois um planeta mais quente sem água”, explica Werner-Mansfield. “Mas esta é a primeira vez que vemos este fenómeno decomposto num planeta. É uma atmosfera, mas vemos áreas mais frias com água e áreas mais quentes com água decomposta. Isto foi previsto pela teoria, mas é realmente emocionante ver isto com observações reais.”
Observações adicionais do JWST podem aprimorar os detalhes espaciais em futuros mapas de eclipses 3D. Werner-Mansfield observou que o método oferece novas oportunidades para estudar muitos “Júpiteres quentes”, centenas dos quais estão entre os mais de 6.000 exoplanetas confirmados. Ela também planeja aplicar o mapeamento de eclipses 3D a mundos rochosos menores, além de gigantes gasosos como WASP-18b.
“É muito emocionante finalmente ter as ferramentas para observar e mapear as temperaturas de diferentes planetas com tanto detalhe. Dá-nos a possibilidade de usar esta técnica noutros tipos de exoplanetas. Por exemplo, se um planeta não tem atmosfera, ainda podemos usar esta técnica para mapear a temperatura da própria superfície para potencialmente compreender a sua composição,” disse Mansfield. “Embora o WASP-18b seja mais fácil de prever, acredito que teremos a oportunidade de ver coisas que nunca foram previstas antes.”
Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa Científico de Liberação Antecipada da Comunidade de Exoplanetas em Trânsito do Telescópio Espacial James Webb.
