Astrônomos observaram pela primeira vez diferenças claras entre as regiões de amanhecer e anoitecer na atmosfera de um exoplaneta gigante fora do Sistema Solar. A detecção, feita com o Telescópio Espacial James Webb, envolve o WASP-121 b, um Júpiter ultraquente com temperaturas extremas.
O planeta está tão próximo de sua estrela que a rotação é sincronizada com a órbita, o que mantém um hemisfério permanentemente voltado para o astro, aquecido a cerca de 2.500°C, enquanto o lado noturno permanece cerca de 1.775°C mais frio. Essa configuração cria zonas de transição marcadas, chamadas terminadores.
Variações confirmadas entre os terminadores
As observações revelaram assimetria na absorção de luz infravermelha durante o trânsito do planeta. O terminador da tarde (anoitecer) absorve mais luz que o da manhã (amanhecer), o que indica temperaturas e composições químicas diferentes.
Ventos fortes transportam calor do lado diurno para o noturno, aquecendo mais a região da tarde. Com o aumento da temperatura, essa zona se expande, o que amplia a seção transversal do planeta e altera a forma como ele filtra a luz da estrela.
Os dados do instrumento NIRSpec do James Webb também mostraram aumento no sinal de monóxido de carbono no anoitecer, efeito atribuído à temperatura, e redução real na quantidade de vapor d’água, que se dissocia em altas temperaturas.
Lado diurno e noturno de um planeta extremo
O WASP-121 b tem temperaturas médias de cerca de 2.770 Kelvin (quase 2.500°C) no lado diurno e 1.000 Kelvin (cerca de 725°C) no noturno. Durante o trânsito, a rotação do planeta de aproximadamente 30 graus permite mapear diferentes longitudes da atmosfera com precisão.
Essa técnica explora a variação temporal do sinal de luz filtrada pela atmosfera, convertendo o tempo em posição longitudinal. Os pesquisadores evitaram a média usual de todo o trânsito e permitiram variação temporal, obtendo um ajuste estatístico melhor aos dados.
Limites dos modelos atmosféricos atuais
Os modelos simulados confirmaram o efeito da variação de temperatura, mas o sinal observado foi maior que o previsto. Os cientistas suspeitam da presença de nuvens de silicatos no terminador da manhã, que bloqueiam radiação infravermelha e simulam temperaturas mais baixas.
Esse tipo de observação expõe lacunas nos modelos atuais, que ainda têm dificuldade para incorporar nuvens de forma realista. Ajustes preliminares melhoraram a concordância, mas modelos mais sofisticados serão necessários.
Caminho para estudos futuros
O método abre caminho para mapear a estrutura longitudinal de outros Júpiteres ultraquentes. Os pesquisadores já identificaram alvos adicionais com faixa de temperatura e velocidade de rotação adequadas para repetir a análise.
O estudo foi liderado por Cyril Gapp, doutorando do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, e publicado nesta quarta-feira (10/6) na revista Nature Astronomy.