Telescópio James Webb analisa superfície de exoplaneta rochoso a 50 anos-luz

Astrônomos utilizando o Telescópio Espacial James Webb conseguiram, pela primeira vez, analisar diretamente a superfície de um planeta distante. O exoplaneta LHS 3844 b, uma super-Terra localizada a quase 50 anos-luz de distância, revelou-se um mundo escuro, árido e desprovido de atmosfera, com características semelhantes às de Mercúrio.

A descoberta representa um marco na exploração espacial. Diferentemente de estudos anteriores focados em atmosferas de exoplanetas, os cientistas do Instituto Max Planck de Astronomia mediram o calor infravermelha emitido pela superfície do planeta para desvendar sua composição geológica. Laura Kreidberg, investigadora principal das observações, afirmou: “Vemos uma rocha escura, quente e árida, desprovida de qualquer atmosfera.”

Características do planeta rochoso distante

LHS 3844 b é aproximadamente 30% maior que a Terra. O planeta orbita uma estrela anã vermelha em apenas 11 horas e está em rotação sincronizada, significando que um lado permanece constantemente voltado para a estrela enquanto o outro fica na escuridão perpétua. O lado diurno alcança temperaturas extremas de cerca de 725 graus Celsius.

Astrônomos descobriram esse exoplaneta em 2019. Sua proximidade extrema com a estrela hospedeira causa o aquecimento intenso e a ausência de condições que poderiam preservar atmosfera. A combinação desses fatores criou um ambiente hostil e árido no qual água líquida não pode existir na superfície.

Método de análise infravermelha do JWST

Entre 2023 e 2024, a equipe de pesquisa observou três eclipses secundários, quando o planeta se moveu atrás de sua estrela. Utilizando o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do telescópio, mediram a luz infravermelha emitida pelo lado extremamente quente do planeta. Essa técnica permitiu aos cientistas estudar a composição da superfície sem necessidade de pousos diretos ou sondas adicionais.

Os pesquisadores compararam os dados infravermelhos com rochas e minerais conhecidos da Terra, Lua e Marte. Essa análise comparativa descartou uma crosta semelhante à terrestre, rica em sílica e granito. As crostas desse tipo formam-se tipicamente através de processos geológicos impulsionados por água e tectônica de placas, fenômenos ausentes em LHS 3844 b.

Composição superficial e possíveis explicações

Os dados obtidos apontam para uma superfície dominada por basalto, uma rocha vulcânica escura rica em ferro e magnésio. Esse tipo de mineral é comumente encontrado na Lua e em Mercúrio. Sebastian Zieba, autor principal do estudo do Centro de Astrofísica de Harvard e Smithsonian, afirmou que “este planeta provavelmente contém pouca água.”

Duas hipóteses explicam a natureza da superfície:

• Atividade vulcânica recente que moldou uma crosta jovem, com lava fresca ainda não fragmentada por impactos de micrometeoritos, embora gases como dióxido de carbono e dióxido de enxofre liberados pela lava não tenham sido detectados
• Cobertura por espessa camada de material escuro e fino, formada ao longo de períodos extensos pela radiação e impactos de meteoritos, semelhante ao processo que ocorre na Lua ou em Mercúrio

A segunda explicação repousa em períodos mais longos de inatividade geológica. Sem atmosfera protetora, a superfície do planeta sofre um processo denominado intemperismo espacial, que gradualmente decompõe e escurece as rochas ao longo de bilhões de anos.

Próximas etapas de investigação

O Instrumento MIRI não detectou quantidades significativas de gases vulcânicos na atmosfera do planeta. A comunicação oficial do estudo ressaltou: “Se estivesse presente em quantidades razoáveis no LHS 3844 b, o MIRI deveria tê-lo detectado. No entanto, não encontrou nada.”

Observações de acompanhamento com o Telescópio Espacial James Webb estão previstas para refinar ainda mais as propriedades da superfície. Os cientistas buscam determinar se LHS 3844 b possui uma crosta de rocha sólida ou se está coberta por material solto e intemperizado. Kreidberg declarou: “Estamos confiantes de que a mesma técnica nos permitirá esclarecer a natureza da crosta de LHS 3844 b e, no futuro, de outros exoplanetas rochosos.”

Implicações para astrogeologia exoplanetária

Esta análise direta da geologia de um planeta distante representa, conforme afirmam os pesquisadores, “o próximo passo para desvendar sua natureza.” A capacidade de estudar superfícies planetárias além do sistema solar abre novos caminhos para compreender a diversidade de mundos rochosos e seus processos formadores.

O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy em 4 de maio, consolidando a contribuição do Telescópio James Webb para a compreensão da formação e evolução planetária em regiões remotas do universo.