Todas as manhãs, nuvens de minerais rochosos se reúnem no céu do exoplaneta gigante WASP-94A b. À noite, essas nuvens se dispersaram.
Astrônomos usando observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) descobriram este dramático ciclo climático diário em uma constelação microscópica a quase 700 anos-luz da Terra. A descoberta marca a primeira vez que os cientistas observaram diretamente a circulação de nuvens num exoplaneta quente de Júpiter.
A descoberta também dá aos investigadores uma imagem mais clara da atmosfera da Terra, ajudando-os a compreender melhor do que é feito o mundo e como o seu clima muda. A pesquisa está publicada na revista ciência.
“Tenho estudado exoplanetas há 20 anos, e a cobertura generalizada de nuvens sempre foi um espinho em nosso lado. Há muito tempo que sabemos que a cobertura de nuvens prevalece nos planetas quentes de Júpiter, e é irritante porque é como tentar olhar para o planeta através de uma janela embaçada, “disse o co-autor e investigador principal do projeto David Sing, Distinguished Professor de Ciências da Terra e Planetárias da Bloomberg na Universidade Johns Hopkins. “Não só seremos capazes de obter uma visão clara, mas também poderemos, em última análise, determinar a composição das nuvens e como elas se condensam e evaporam à medida que se movem ao redor da Terra.”
Condições meteorológicas extremas em WASP-94A b
Para estudar WASP-94A b, os cientistas observaram o planeta passar em frente da sua estrela hospedeira. Durante este tempo, o JWST foi capaz de examinar separadamente as bordas dianteira e traseira do planeta à medida que este passava pela luz da estrela.
A borda frontal representa o lado matinal da Terra, onde os ventos atmosféricos sopram o ar do lado noturno mais frio para o lado diurno quente. A borda posterior atua como o lado noturno, com o ar voltando em direção à escuridão.
As observações mostraram diferenças significativas entre as condições da manhã e da noite. O lado matinal está repleto de nuvens compostas de silicato de magnésio, um mineral comum encontrado nas rochas da Terra. No entanto, quase não havia nuvens à noite.
Os pesquisadores acreditam que existem duas explicações possíveis para o desaparecimento das nuvens. Uma ideia é que durante os dias quentes, os ventos fortes arrastam as nuvens para as profundezas da atmosfera do planeta, escondendo-as efetivamente. Outra possibilidade é que as nuvens evaporem quando as temperaturas ultrapassam os 1.000 graus, semelhante à forma como a neblina matinal queima na Terra, mas sob condições muito mais extremas.
“Esta foi uma grande surpresa. As pessoas esperavam algumas diferenças, como ser mais frio pela manhã do que à noite – esse é um fenômeno natural que vivenciamos na Terra”, disse Xin. “Mas o que estamos a ver é uma verdadeira dicotomia entre o clima em ambos os lados do planeta e uma enorme diferença na cobertura de nuvens, o que muda toda a nossa visão do planeta.”
James Webb espiou através de nuvens alienígenas
Céus noturnos mais claros oferecem aos cientistas oportunidades que antes não estavam disponíveis em telescópios mais antigos como o Hubble. Ao isolar o lado sem nuvens da Terra, os pesquisadores podem examinar diretamente a própria atmosfera, em vez de fazer a média de regiões nubladas e claras.
“Com o Hubble, quando fizemos este tipo de observação no passado, obtivemos uma visão média de toda a Terra, onde os dados das nuvens e da atmosfera estavam comprimidos e indistinguíveis”, disse o primeiro autor Sagnick Mukherjee. “Essa abordagem do JWST nos permite localizar nossas observações, o que nos ajuda a compreender os ciclos das nuvens.”
Dados mais claros também resolvem um mistério de longa data sobre a composição geoquímica. As primeiras medições sugerem que WASP-94A b tem centenas de vezes mais oxigénio e carbono do que Júpiter, o que é inconsistente com as teorias existentes sobre a formação de planetas.
Novas observações pintam um quadro muito diferente. Os cientistas estimam agora que o planeta tem apenas cerca de cinco vezes mais oxigénio e carbono do que Júpiter, tornando-o mais semelhante aos planetas gigantes do nosso sistema solar do que se pensava anteriormente.
Uma nova janela para 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 examinou outros oito Júpiteres quentes e encontrou circulação de nuvens semelhante em dois outros mundos: WASP-39 b e WASP-17 b.
Em seguida, os investigadores planeiam expandir a pesquisa usando o programa de observação JWST, que irá investigar a circulação de nuvens de muitos exoplanetas diferentes, incluindo um planeta gigante gasoso incomum que atravessa a zona habitável numa órbita excêntrica.
