ABU DHABI, 2 de maio de 2024 (WAM) -- A cientista e pesquisadora Jasmina Blecic, da NYU Abu Dhabi, e o professor-associado Ian Dobbs-Dixon, do Centro de Astrofísica e Ciências Espaciais (CASS, na sigla em inglês) – juntamente com colegas da equipe do Telescópio Espacial James Webb Exoplaneta em Trânsito - Ciência de Liberação Antecipada (JTEC-ERS) –, aproveitaram o poder do Telescópio James Webb da NASA para descobrir novas percepções sobre o clima de um exoplaneta gigante. Ele tem o tamanho de Júpiter, incluindo a primeira observação de suas nuvens cheias de poeira.
Em um estudo publicado recentemente na Nature Astronomy, os pesquisadores detalham como testaram os recursos do Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do Webb e observaram toda a órbita do WASP-43b, um exoplaneta gigante e cheio de gás. Essas observações de "curva de fase", realizadas durante o ano inaugural do Webb, revelaram a distribuição de temperatura em todo o planeta e lançaram luz sobre o clima planetário.
Os pesquisadores encontraram nuvens espessas, uma surpreendente falta de metano no lado noturno do planeta e uma presença onipresente de água em toda a sua atmosfera. Essa é a primeira vez que nuvens foram inferidas no lado noturno do planeta; elas foram encontradas em altitudes muito mais altas na atmosfera planetária em comparação com as nuvens típicas observadas na Terra.
O WASP-43b tem tamanho e massa comparáveis aos de Júpiter, mas diverge significativamente em suas características planetárias. Sua estrela hospedeira, WASP-43A, é muito mais fria e avermelhada do que o nosso sol e está a cerca de 86 anos-luz de distância da Terra. O WASP-43b orbita próximo à sua estrela, resultando em um ano com duração de apenas 19,5 horas.
Essa proximidade faz com que a rotação do planeta seja sincronizada com sua órbita, com um lado sempre voltado para a estrela, semelhante ao bloqueio de maré observado com a nossa lua. Como resultado, uma metade do planeta (lado do dia) é permanentemente iluminada e muito quente, enquanto a outra metade (lado da noite) é permanentemente sombreada e muito mais fria.
"Observamos esse planeta enquanto ele orbita em torno de sua estrela usando um espectrômetro infravermelho para que pudéssemos estudar a luz que emerge das diferentes regiões de sua atmosfera", disse Blecic.
A cientista explicou que isso permitiu a eles distinguir entre as temperaturas diurna e noturna e identificar a presença de nuvens e várias moléculas. Diferentes espécies químicas absorvem a luz em diferentes comprimentos de onda no infravermelho. "Combinando esse fato com observações de toda a órbita, conseguimos restringir a composição química, a cobertura de nuvens e a redistribuição de calor em toda a atmosfera e tirar conclusões sobre o clima do planeta", acrescentou.
A equipe descobriu que o lado diurno permanentemente iluminado do WASP-43b é tão quente quanto 2285°F (1250°C), enquanto o lado noturno do planeta, embora permanentemente sombreado, ainda é muito quente a 1.115°F (600°C).
"A ausência de luz solar direta no lado noturno do planeta causa diferenças significativas de temperatura entre os lados diurno e noturno, o que leva à formação de ventos excepcionalmente fortes", disse Dobbs-Dixon, especialista em modelos atmosféricos tridimensionais e redistribuição de calor de atmosferas exoplanetárias.
Dobbs-Dixon observou que, embora os ventos na Terra se formem de maneira semelhante devido a variações de temperatura, a proximidade do WASP-43b com sua estrela hospedeira resulta em diferenças de temperatura muito mais extremas. "Isso produziu ventos de milhares de quilômetros por hora, muito superiores aos da Terra, cruciais para a distribuição de calor e para a formação do clima planetário geral", disse.
Além disso, as comparações do mapa de temperatura do planeta com modelos atmosféricos 3D complexos demonstraram que esse contraste de temperatura é mais forte do que o esperado para uma atmosfera sem nuvens. Isso sugere que o lado noturno do planeta está envolto em uma espessa camada de nuvens que bloqueia grande parte da radiação infravermelha que, de outra forma, seria observada. Diferentemente das nuvens de água da Terra, as nuvens desse planeta extremamente quente se assemelham à poeira e são compostas de rochas e minerais.
Surpreendentemente, apesar dessa espessa camada de nuvens, a equipe do JTEC-ERS também detectou sinais claros de água no lado noturno do planeta. Isso permitiu que eles determinassem, pela primeira vez, a altura e a espessura das nuvens, revelando sua altitude e densidade incomuns em comparação com as nuvens da Terra.
Os pesquisadores também detectaram a mistura impulsionada pelo vento, chamada de "desequilíbrio químico", que transporta rapidamente o gás pela atmosfera do planeta e resulta em uma química atmosférica uniforme.