Exoplaneta tem metais vaporizados em sua atmosfera

Vapores de vanádio, ferro, cromo, cálcio, sódio, magnésio e níquel são encontrados no ar do planeta ultraquente WASP-121b, a 850 anos-luz da Terra

WASP-121b: tão quente que metais aparecem na forma de vapor na atmosfera. Crédito: Nasa/ESA/G. Bacon (STSci)

O WASP-121b é um exoplaneta localizado a 850 anos-luz da Terra e orbita sua estrela em menos de dois dias. Ele está muito perto de sua estrela – cerca de 40 vezes mais perto do Sol do que a Terra. Essa proximidade também é o principal motivo de sua temperatura extremamente alta, de cerca de 2.500 a 3.000 graus Celsius. Isso o torna um objeto de estudo ideal para aprender mais sobre mundos superaquecidos.

Pesquisadores liderados por Jens Hoeijmakers, pesquisador de pós-doutorado no Centro Nacional de Competência em Planetas de Pesquisa nas universidades de Berna e Genebra (Suíça), examinaram dados coletados pelo espectrógrafo Harps de alta resolução. Eles conseguiram mostrar que um total de pelo menos sete metais gasosos aparecem na atmosfera do WASP-121b. Os resultados foram publicados recentemente na revista “Astronomy & Astrophysics”.

O WASP-121b foi extensivamente estudado desde sua descoberta. “Os estudos anteriores mostraram que há muita coisa acontecendo em sua atmosfera”, explica Jens Hoeijmakers, primeiro autor do trabalho. E isso apesar do fato de os astrônomos terem presumido que planetas ultraquentes têm atmosferas bastante simples porque raros compostos químicos complexos podem se formar em um calor tão abrasador. Então, como o WASP-121b passou a ter essa complexidade inesperada?

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Teorias diferentes

“Estudos anteriores tentaram explicar essas observações complexas com teorias que não pareciam plausíveis para mim”, diz Hoeijmakers. Os estudos suspeitaram que as moléculas contendo o metal relativamente raro vanádio eram a principal causa da complexa atmosfera do WASP-121b. De acordo com Hoeijmakers, no entanto, isso só faria sentido se um metal mais comum, o titânio, estivesse faltando na atmosfera.

Então, Hoeijmakers e seus colegas começaram a encontrar outra explicação. “Mas descobriram que eles [os estudos anteriores] estavam certos”, admite Hoeijmakers. “Para minha surpresa, na verdade encontramos fortes assinaturas de vanádio nas observações.” Ao mesmo tempo, porém, faltava titânio. Isso, por sua vez, confirmou a suposição de Hoeijmakers.

Mas a equipe fez outras descobertas inesperadas. Além do vanádio, os cientistas descobriram recentemente seis outros metais na atmosfera do WASP-121b: ferro, cromo, cálcio, sódio, magnésio e níquel. “Todos os metais evaporaram como resultado das altas temperaturas prevalecentes no WASP-121b”, explica Hoeijmakers, “garantindo assim que o ar no exoplaneta consiste em metais evaporados, entre outras coisas”.

Além das simples medições

Esses resultados detalhados permitem aos pesquisadores, por exemplo, tirar conclusões sobre os processos químicos que ocorrem em tais planetas. Essa é uma habilidade crucial para um futuro não muito distante, quando telescópios e espectrógrafos maiores e mais sensíveis serão desenvolvidos. Isso permitirá aos astrônomos estudar as propriedades de planetas rochosos menores e mais frios, semelhantes à Terra.

“Com as mesmas técnicas que usamos hoje, em vez de apenas detectar assinaturas de ferro ou vanádio gasoso, poderemos nos concentrar nas bioassinaturas, sinais de vida como as assinaturas de água, oxigênio e metano”, diz Hoeijmakers.

O extenso conhecimento sobre a atmosfera do WASP-121b não só confirma a característica ultraquente do exoplaneta, mas também destaca o fato de que esse campo de pesquisa está entrando em uma nova era, observa Hoeijmakers: “Depois de anos catalogando o que é lá fora, não estamos mais apenas fazendo medições”, explica o pesquisador. “Estamos realmente começando a entender o que os dados dos instrumentos nos mostram. Como os planetas se parecem e diferem uns dos outros. Da mesma forma, talvez, que Charles Darwin começou a desenvolver a teoria da evolução após caracterizar inúmeras espécies de animais, estamos começando a entender mais sobre como esses exoplanetas se formaram e como funcionam.”

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