Telescópio James Webb identifica duas caudas de hélio em exoplaneta WASP-121 b a 880 anos-luz

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James Webb Foto: James Webb - Alejo Miranda/shutterstock.com

O Telescópio Espacial James Webb identificou uma estrutura inédita na atmosfera do exoplaneta WASP-121 b, localizado a cerca de 880 anos-luz da Terra.

Astrônomos observaram duas caudas massivas de hélio escapando do planeta, estendendo-se por mais da metade de sua órbita ao redor da estrela hospedeira.

A descoberta ocorreu durante monitoramento contínuo de quase 37 horas, cobrindo mais de uma órbita completa do planeta.

  • O exoplaneta classifica-se como um Júpiter ultra-quente.
  • Seu período orbital dura apenas 30 horas.
  • A proximidade com a estrela aquece sua atmosfera a milhares de graus, facilitando a perda de gases leves.

Características do exoplaneta WASP-121 b

WASP-121 b possui diâmetro aproximadamente 1,8 vezes maior que o de Júpiter.

Ele orbita uma estrela na constelação de Puppis, a uma distância equivalente a cerca de 2,6% da separação entre Terra e Sol.

O planeta encontra-se travado tidalmente, com um lado sempre voltado para a estrela, o que gera temperaturas extremas no hemisfério diurno.

Essas condições favorecem a expansão e escape de elementos leves como hélio e hidrogênio.

Detalhes da observação com o JWST

Pesquisadores utilizaram o instrumento NIRISS, de contribuição canadense, para captar a assinatura do hélio no infravermelho.

A observação contínua revelou que o escape atmosférico persiste por cerca de 60% da órbita.

As caudas de hélio estendem-se por distâncias superiores a 100 vezes o diâmetro do planeta.

Modelos 3D indicam que uma cauda lidera o movimento orbital, atraída pela gravidade estelar, enquanto a outra segue atrás, impulsionada por vento estelar e radiação.

Formação das caudas duplas

A cauda frontal forma-se pela atração gravitacional da estrela, puxando o material escapado para dentro.

A cauda traseira resulta da pressão de radiação e ventos estelares, empurrando o hélio para fora.

Essa configuração dupla desafia modelos atuais de escape atmosférico, que preveem geralmente uma única cauda cometária.

A estrutura observada abrange quase 60% da órbita, representando a detecção mais extensa já registrada.

Implicações para a evolução planetária

O escape atmosférico contínuo pode alterar significativamente o tamanho e composição de planetas gasosos ao longo do tempo.

Em casos extremos, gigantes gasosos reduzem-se a tamanhos semelhantes a Netuno ou perdem toda a atmosfera, deixando apenas núcleos rochosos.

WASP-121 b serve como laboratório para estudar esses processos em tempo real.

Observações futuras com o JWST ajudarão a determinar se estruturas duplas ocorrem em outros exoplanetas semelhantes.

Instrumento e equipe de pesquisa

O NIRISS permitiu a detecção precisa do hélio metastável em distâncias interestelares.

A equipe internacional incluiu astrônomos do Instituto Trottier de Pesquisa em Exoplanetas da Universidade de Montreal e do Departamento de Astronomia da Universidade de Genebra.

Os resultados, publicados na Nature Communications, destacam a complexidade das atmosferas em Júpiteres ultra-quentes.

Pesquisas adicionais explorarão o papel de radiação e ventos estelares na modelagem de atmosferas planetárias distantes.

Modelos teóricos e desafios

Simulações computacionais existentes explicam caudas simples, mas não reproduzem a dupla estrutura observada.

A descoberta indica a necessidade de novos modelos tridimensionais que incorporem interações gravitacionais e dinâmicas de vento.

O fenômeno pode contribuir para entender raridades como o “deserto de Netunos quentes”, onde planetas intermediários são escassos.

Estudos em outros sistemas testarão se a configuração dupla representa caso isolado ou padrão comum.

O processo de perda atmosférica observado em WASP-121 b ocorre de forma persistente e em larga escala.

Essa fuga molda a evolução de exoplanetas próximos a suas estrelas.

A detecção contínua fornece dados valiosos para refinar teorias de formação e transformação planetária.

Avanços no JWST permitem observações mais detalhadas de fenômenos distantes anteriormente inacessíveis.

Beatriz Lima é colaboradora da redação do Mix Vale, portal de notícias com cobertura de Brasil e mundo. Produz conteúdo nas editorias de economia e benefícios, com foco em informação de serviço para o leitor brasileiro. Escreve para o portal desde 2024.

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