O exoplaneta – planeta que orbita uma estrela sem ser o Sol – conhecido como WASP-121 b é estudado desde 2015, quando foi descoberto, e, segundo um estudo recente sobre a sua atmosfera, poderá ter nuvens de metal e chuvas de pedras preciosas.
O WASP-121 b pertence à classe de astros “Júpiter Quente” que corresponde a um tipo de exoplaneta com uma massa semelhante à de Júpiter, mas com uma órbita muito próxima da sua estrela e cuja duração é inferior a 10 dias. A sua proximidade à respetiva estrela confere-lhe a sua natureza quente que tem sido alvo de múltiplos estudos desde a sua descoberta.
O exoplaneta que se encontra no centro do estudo é também caracterizado pela sua rotação sincronizada. Esta propriedade resulta do facto de o seu tempo de rotação em torno da estrela ser equivalente ao tempo necessário para o planeta rodar sobre si mesmo, o que leva a que um dos lados permaneça sempre iluminado e no outro seja sempre noite.
As descobertas efetuadas até agora procuravam compreender os fenómenos extremos da atmosfera do planeta durante o dia, onde as temperaturas atingem, na camada superior da atmosfera, os 3 mil graus Celsius. O estudo publicado ontem na Nature Astronomy avança com a primeira medição detalhada da atmosfera no lado noturno, mais frio, do planeta.
Através do Telescópio Hubble Space, os investigadores foram capazes de aprofundar o seu conhecimento não apenas do planeta WASP-121 b, mas também dos planetas de classe “Júpiter Quente”. “É entusiasmante estudar planetas como WASP-121 b que são muito diferentes dos do nosso sistema solar, porque nos permitem ver como as atmosferas se comportam em condições extremas”, diz, em comunicado, a coautora Joanna Barstow, investigadora da Open University no Reino Unido.
Em estudos anteriores, a atmosfera do planeta que se encontra a 880 anos-luz da Terra já foi descrita como “brilhante”. As descobertas indicavam que as temperaturas elevadas e outras condições extremas do WASP-121 b poderiam ativar um conjunto de processos químicos que levariam a que as partículas de água da sua atmosfera brilhassem. Agora, a um céu que brilha, juntam-se nuvens de metal e chuvas de pedras preciosas.
Um ciclo de água diferente
O estudo da região noturna do planeta WASP-121 b veio completar o que já era conhecido da sua atmosfera diurna e permitiu ter um conhecimento mais completo dos processos meteorológicos aí ocorridos. A equipa de investigadores descobriu que as temperaturas reduzem quase para metade na região mais distante da estrela, atingindo os 1200 graus Celsius, na camada superior e mais fria.
“Os “Júpiter Quente” são famosos por terem lados diurnos muito brilhantes, mas o lado noturno é uma fera diferente”, refere, também em comunicado, o coautor do estudo Tansu Daylan, investigador de pós-doutoramento em astrofísica no Instituto de Tecnologia de Massachusetts.
A drástica diferença de temperatura resulta em ventos fortes de oeste para este que ultrapassam os 17 mil quilómetros por hora. “Estes ventos são muito mais rápidos do que as nossas correntes de jato (correntes de ar que ocorrem na atmosfera de alguns planetas) e provavelmente podem mover nuvens à volta do planeta em cerca de 20 horas”, explica Daylan.
Estes ventos vão arrastando consigo partículas de água da região diurna para a região noturna e vice-versa. As partículas de água começam por ser divididas em átomos de hidrogénio e oxigénio pelo calor extremo da região que está em permanente contacto com as radiações da estrela, mas são novamente unidas resultado das temperaturas significativamente mais baixas do lado noturno do planeta. Quando são novamente arrastadas para o lado diurno, as partículas de água desintegram-se novamente e assim se sucede num ciclo de água bastante diferente daquele que conhecemos. Com a descoberta, o estudo tornou-se pioneiro por ser o primeiro a descrever o ciclo de água completo de um exoplaneta, segundo o comunicado de Barstow.
Assim, tal como na Terra, a água vai passando por diversos estados e apesar de as temperaturas no lado escuro do WASP-121 b não serem baixas o suficiente para que seja possível a formação de nuvens de água, há oportunidade de se formar um outro tipo de nuvens: nuvens de metal.
Um novo tipo de nuvem e chuva
Dados anteriores apresentaram sinais de que poderiam existir metais como “magnésio, ferro e vanádio” na atmosfera do exoplaneta, segundo o estudo. Devido às elevadas temperaturas na região diurna, esses metais encontram-se no formato de gases, mas as mais recentes descobertas indicam que as temperaturas do lado noturno são baixas o suficiente para que esses gases metálicos consigam condensar-se e formar nuvens ou, neste caso, nuvens metálicas.
Também essas nuvens acompanham o ciclo da água e vão sendo arrastadas pelo vento quer para a região diurna quer para a noturna, sofrendo alterações com as mudanças de temperatura e evaporando ou condensando de acordo com a região. Quando em estado condensado, as nuvens de metal que preenchem os céus do exoplaneta WASP-121 b continuam a surpreender, dando origem a chuvas de pedras preciosas em formato líquido.
Entre os metais listados como componentes da atmosfera do planeta WASP-121 b, não se encontram o alumínio e o titânio, embora as previsões iniciais dos investigadores assim o indicassem. Os autores do estudo acreditam que, ao condensarem, os metais podem descer para camadas inferiores da atmosfera em formato de chuva, atingindo uma zona fora do alcance dos instrumentos do Homem. Isto poderia significar que alguns metais aí retidos não seriam passíveis de ser identificados, o que justificaria também o porquê do alumínio e do titânio não terem sido encontrados na atmosfera do exoplaneta.
Nessa chuva metálica originária da condensação dos metais, o alumínio teria a tendência de condensar-se juntamente com o oxigénio, originando um outro elemento metálico conhecido como corindo. Quando combinado com outros metais, como o titânio, o corindo daria origem a rubis e safiras em formato líquido que, em vez de serem encontrados no solo, como acontece no planeta Terra, cairiam do céu, dando origem a uma chuva de pedras preciosas.
“Com esta observação, conseguimos realmente obter uma visão global da meteorologia de um exoplaneta”, disse em comunicado o autor principal Thomas Mikal-Evans, investigador do Instituto Max Planck de Astronomia.
Apesar da descoberta, os investigadores admitem que há ainda muito para conhecer e têm planos para continuar a explorar o misterioso planeta de nuvens de metal e chuva de pedras preciosas que vão caindo de um céu que brilha, até porque há ainda muitas perguntas sobre o WASP-121 b que precisam de resposta. Para “entender melhor este planeta”, o principal autor do estudo já admitiu existirem planos para “observá-lo com o Telescópio Espacial James Webb no primeiro ano da sua operação”.
