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Uma pesquisa publicada recentemente no periódico The Astronomical Journal trouxe novas descobertas sobre o exoplaneta WASP-121b, um mundo gigantesco e extremamente quente localizado a aproximadamente 858 anos-luz da Terra que tem desafiado as ideias convencionais sobre como os planetas se formam e evoluem.
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Com base em observações do telescópio Gemini do Sul, que fica a uma altitude de 2.737 metros, em Cerro Pachón, nos Andes chilenos, a pesquisa revelou informações surpreendentes sobre a formação daquele objeto, colocando em xeque as teorias até então aceitas sobre o nascimento e a migração dos exoplanetas.
Desde que o primeiro mundo fora do Sistema Solar foi descoberto em 1995, mais de seis mil foram encontrados. E muitos deles são completamente diferentes de qualquer coisa detectada na órbita do nosso Sol.
É o caso dos planetas do tipo “Júpiter quente”, gigantes gasosos com tamanhos e massas similares aos de Júpiter, mas que estão tão próximos de suas estrelas que completam uma órbita em apenas algumas horas. Esses mundos, muitas vezes descritos como “marshmallows assados”, suportam temperaturas altíssimas e têm características bem inusitadas.
Estudos anteriores sugeriam que esses planetas se formavam a distâncias maiores de suas estrelas, assim como Júpiter e Saturno no Sistema Solar. A ideia era que, com o tempo, eles migravam para dentro, em direção às suas estrelas. No entanto, as novas descobertas sobre o WASP-121b colocam essas hipóteses em dúvida.
Proporção de rocha e gelo no exoplaneta WASP-121b é medida pela primeira vez
O avanço que possibilitou essa nova descoberta foi a utilização do Espectrógrafo de Infravermelho com Grade de Imersão (IGRINS), instalado no telescópio Gemini do Sul. Esse instrumento inovador permitiu que a equipe de cientistas medisse pela primeira vez a proporção de rocha e gelo presentes na atmosfera do exoplaneta, o que ajudou a determinar com mais precisão a sua formação.
Essa medição foi um grande passo, já que, antes disso, era necessário usar diferentes instrumentos para detectar esses elementos de forma separada. O IGRINS foi capaz de fazer essa análise de maneira mais precisa, até superando os telescópios espaciais em algumas capacidades.
Em um comunicado, o astrônomo Peter Smith, pesquisador de pós-graduação da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da Universidade Estadual do Arizona e um dos autores do estudo, disse que a sensibilidade do instrumento foi tão avançada que permitiu realizar medições detalhadas sobre a composição química de WASP-121b, observando variações nas regiões e altitudes da sua atmosfera.
Isso, segundo Smith, possibilitou uma nova forma de estudar a dinâmica do planeta, revelando, por exemplo, a velocidade dos ventos em sua atmosfera e como esses ventos afetam os processos químicos.
WASP-121b: um mundo exótico e surpreendente
WASP-121b é um planeta enorme, com cerca de 1,2 vezes a massa de Júpiter, mas com quase o dobro de sua largura. Ele está tão próximo de sua estrela que leva apenas 1,3 dias terrestres para completar uma órbita.
Esse planeta é “bloqueado por maré”, o que significa que um lado dele está sempre voltado para a estrela, recebendo calor intenso, enquanto o outro lado permanece mais frio e voltado para o espaço.
O lado diurno do WASP-121b é tão quente que atinge temperaturas de cerca de 2.500°C, sob as quais até os metais do planeta podem ser vaporizados e elevados à atmosfera. Esses metais, juntamente com outros elementos, são soprados por ventos que atingem mais de 17 mil km/h e acabam se condensando no lado noturno, onde caem como uma espécie de “chuva” de metais, como rubis e safiras.
Os modelos tradicionais de formação planetária sugerem que o WASP-121b deveria ter se originado mais afastado de sua estrela, em uma região mais fria do disco protoplanetário, o local onde planetas se formam. De acordo com essas teorias, ele deveria ter migrado para dentro ao longo do tempo. No entanto, a composição química detectada não sustenta essa ideia.
A medição da quantidade de matéria rochosa e gasosa no planeta revelou uma proporção maior de rocha, o que sugere que, no momento da sua formação, ele estava em uma região do disco protoplanetário quente demais para que os gelos se condensassem. Esse resultado foi uma surpresa para os cientistas, pois a teoria até então dominante afirmava que planetas gigantes gasosos precisavam de gelo para se formar.
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Nova pesquisa revoluciona teoria tradicional sobre formação planetária
A medição de Smith e sua equipe mostrou que a formação do WASP-121b foi bem diferente do que os modelos de formação planetária previam, levando à conclusão de que talvez seja necessário revisar esses conceitos e a nossa compreensão sobre o nascimento dos planetas.
O próximo passo dos cientistas será usar os dados coletados com o IGRINS e seus sucessores para investigar outros exoplanetas e ampliar o conhecimento sobre as atmosferas desses mundos extremos. A expectativa é que, ao estudar outros planetas do tipo Júpiter quente, os pesquisadores possam compreender melhor a dinâmica e a origem desses mundos exóticos, além de refinar as teorias sobre a formação planetária, podendo mudar a forma como observamos e entendemos o Universo.
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