James Webb descobre Júpiter quente em torno de “viúva negra”

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Com ajuda do Telescópio Espacial James Webb (JWST), astrônomos encontraram um intrigante sistema que desafia os atuais modelos: um gigante gasoso com atmosfera abundante em carbono orbitando um pulsar, uma estrela de nêutrons que gira rápido e emite radiação. A descoberta está disponível no servidor de pré-impressão arXiv, onde aguarda a revisão por pares.

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Nomeado de PSR J2322-2650, esse pulsar localizado a 750 anos-luz da Terra forma um sistema “viúva negra”, que ganha energia conforme rouba material de uma estrela vizinha. Nesse caso, o astro ao lado é um “Júpiter quente”, um planeta gasoso que orbita próximo de sua estrela mãe. Chamado de PSR J2322-2650b, ele circunda o pulsar a cada 7,8 horas.

Abundancia de carbono é inédita para astrônomos

A principal hipótese da formação de sistemas “viúvas negras” envolve duas etapas: uma estrela de nêutrons rouba o material de sua vizinha e depois a atinge com radiação gama, arrancando a maioria de suas camadas externas até restar um astro do tamanho de Júpiter. Nesse caso, o gigante gasoso formado seria composto majoritariamente de hélio, mas PSR J2322-2650b se destaca: é rico em carbono.

A análise dos pesquisadores revelou que esse planeta tem a mesma densidade que teria se fosse feito de hélio. No entanto, ao examinar sua composição, a equipe encontrou abundancia das moléculas tricarbono (C3) e dicarbono (C2).

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O grupo analisou as relações entre carbono, oxigênio e nitrogênio. A razão C/O foi superior a 100 (ou seja, 100 átomos de carbono para cada átomo de oxigênio) e a C/N foi superior a 10 mil. Em comparação, na Terra a relação C/O é de 0,001 e C/N é de 40. Isso intrigou os pesquisadores, já que a presença de carbono na atmosfera de um planeta em quantidades tão altas é inédita.

Atmosfera do planeta tem outras características intrigantes

A temperatura no gigante gasoso também apresenta propriedades únicas. No lado voltado para a estrela, as temperaturas podem chegar a mais de 2 mil °C e os sinais químicos são claros. O lado oposto, no entanto, não apresenta características identificáveis, por isso a equipe estimou que ele esteja coberto de fuligem ou material semelhante.

Ao examinar os ventos em PSR J2322-2650b, os pesquisadores descobriram que eles estão conforme os modelos. Por ter uma rotação rápida ao redor de sua estrela, o gigante gasoso teria fortes ventos de oeste. Os dados do JWST mostraram que a região mais quente do planeta está a cerca de 12° a oeste do centro, o que fornece a primeira evidência observada desse fenômeno.

Embora a circulação dos ventos reafirme os modelos, a composição do gigante gasoso segue um mistério para os pesquisadores. A equipe acredita que mais observações de sistemas “viúva negra” são necessárias para determinar se a química de PSR J2322-2650b é única ou se representa toda uma classe de planetas.