Astrônomos encontram um exoplaneta jupiteriano que parece ter nuvens!
- marcocenturion
- há 6 dias
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O JWST finalmente está nos permitindo estudar planetas análogos ao Sistema Solar em detalhe.
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Por Sociedade Max Planck, editado por Sadie Harley,
Revisado por Robert Egan
Traduzido e adaptado por Marco Centurion
Uma equipe de astrônomos liderada por Elisabeth Matthews, do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), fez uma descoberta que destaca os limites da maioria dos modelos atuais de atmosferas de exoplanetas! Trata-se de nuvens de gelo de água em um exoplaneta distante semelhante a Júpiter, chamado Epsilon Indi Ab.
A forma como as observações foram realizadas tem implicações mais amplas para a pesquisa de exoplanetas: como um passo imediato interessante no caminho para, eventualmente, encontrar e caracterizar um exoplaneta análogo à Terra. Os resultados foram publicados em um artigo intitulado "A second visit to Eps Ind Ab with JWST: new photometry confirms ammonia and suggests thick clouds in the exoplanet atmosphere of the closest super-Jupiter" (Uma segunda observação do Eps Ind Ab com o JWST: nova fotometria confirma amônia e sugere nuvens espessas na atmosfera do exoplaneta do super-Júpiter mais próximo) na revista Astrophysical Journal Letters e pode ser lido na íntegra aqui.
Passo a passo rumo a uma segunda Terra
A pesquisa de exoplanetas têm como objetivo ambicioso de longo prazo, que é de em algum momento nas próximas décadas, os astrônomos esperam ser capazes de detectar traços de vida em um exoplaneta. No caminho para esse objetivo, a pesquisa de exoplanetas passou por várias etapas.
Na primeira fase de pesquisa, de 1995 até cerca de 2022, o foco principal dos pesquisadores de exoplanetas foi detectar cada vez mais exoplanetas, usando métodos indiretos que forneciam informações sobre as massas de alguns exoplanetas, os diâmetros de outros e, em alguns casos, tanto massa quanto diâmetro.
Quando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) começou a operar de forma efetiva em 2022, a pesquisa de exoplanetas entrou na segunda fase que foi coletar informações detalhadas e de alta qualidade sobre as atmosferas de muitos exoplanetas tornaram-se disponíveis para um número considerável de planetas, e os pesquisadores começaram a reconstruir as propriedades dessas atmosferas com algum nível de detalhe.
Isso ainda está pelo menos uma etapa distante de buscas realistas por vida em exoplanetas, que devem exigir a próxima geração de telescópios espaciais.
Com o novo estudo, os astrônomos estão explorando alguns aspectos desses métodos de próximo nível, embora ainda não para um planeta semelhante à Terra.
Elisabeth Matthews (Instituto Max Planck de Astronomia), autora principal do estudo, afirma:
“O JWST finalmente está nos permitindo estudar planetas análogos ao Sistema Solar em detalhe. Se fôssemos alienígenas, a vários anos-luz de distância, olhando de volta para o Sol, o JWST seria o primeiro telescópio que nos permitiria estudar Júpiter em detalhe. Para estudar a Terra em detalhe, precisaríamos de telescópios muito mais avançados.”
Exo-Júpiteres de difícil identificação
Mas, por mais impressionantes que sejam os resultados do JWST sobre atmosferas de exoplanetas, estudar análogos de Júpiter em nosso Sistema Solar tem se mostrado surpreendentemente difícil.
Quase todos os gigantes gasosos estudados com o JWST até agora diferem de Júpiter por serem muito, muito mais quentes, para que o método mais comum de estudo das atmosferas de exoplanetas funcione, o planeta precisa passar na frente de sua estrela hospedeira do ponto de vista de um observador na Terra, e a probabilidade dessa configuração é muito maior quando o planeta está mais próximo de sua estrela, o que, por sua vez, torna o planeta comparativamente quente.
O novo estudo de Matthews e seus colegas utiliza uma técnica diferente. Este é o ponto mais próximo que os observadores chegaram de estudar um análogo de Júpiter e isso forneceu pelo menos uma surpresa.
Matthews e seus colegas usaram o instrumento de infravermelho médio MIRI do JWST para obter imagens diretas do planeta Epsilon Indi Ab.
As convenções de nomenclatura para exoplanetas são tais que essa designação indica o primeiro planeta descoberto orbitando a estrela Epsilon Indi A na constelação de Indus (no céu do hemisfério sul).
Bhavesh Rajpoot, estudante de doutorado no Instituto Max Planck de Astronomia que contribuiu para o estudo, afirma:
“Este planeta tem uma massa consideravelmente maior do que Júpiter, o novo estudo fixa sua massa em 7,6 massas de Júpiter, mas o diâmetro é aproximadamente o mesmo que o de seu equivalente no Sistema Solar.”
Um Júpiter mais massivo e ligeiramente mais quente
Epsilon Indi Ab está cerca de quatro vezes mais distante de sua estrela central do que Júpiter está do Sol. A própria estrela Epsilon Indi A é um pouco menos massiva e um pouco menos quente que o nosso Sol. Isso faz com que a temperatura superficial de Epsilon Indi Ab seja muito baixa, cerca de 200 a 300 Kelvin (entre -70 e +20 graus Celsius).
A razão pela qual o planeta é ligeiramente mais quente que Júpiter (cerca de 140 K) é que ainda há muito calor remanescente da fase de formação do planeta. Ao longo dos próximos bilhões de anos, Epsilon Indi Ab irá esfriar gradualmente, eventualmente tornando-se mais frio que Júpiter.
Os astrônomos usaram o coronógrafo do instrumento MIRI para bloquear a luz da estrela central, que de outra forma ofuscaria a luz muito mais fraca do planeta. Em seguida, obtiveram uma imagem usando um filtro muito específico de 11,3 μm, que está logo fora da região de comprimento de onda próxima de 10,6 μm, característica das moléculas de amônia NH3.
A comparação com imagens em 10,6 μm que Matthews e sua equipe já haviam obtido em 2024 permitiu aos astrônomos estimar a quantidade de amônia presente. (Por sinal, tanto as rodas mecânicas de filtros que posicionam o coronógrafo quanto o filtro em frente à câmera MIRI foram construídos no MPIA, uma das contribuições alemãs para o JWST.)
Evidências surpreendentes de nuvens
Para Júpiter, tanto o gás amônia quanto as nuvens de amônia dominam as camadas superiores da atmosfera visíveis nas observações. Dadas suas propriedades, esperava-se que Epsilon Indi Ab também tivesse grandes quantidades de gás amônia, embora não nuvens de amônia. Surpreendentemente, a comparação fotométrica mostrou um pouco menos amônia do que o esperado.
A melhor explicação que Matthews e seus colegas encontraram para esse déficit foi a presença de nuvens espessas, porém irregulares, de gelo de água, semelhantes às nuvens cirrus de alta altitude na atmosfera da Terra, que foi uma complicação inesperada.
Ao interpretar observações desse tipo, os astrônomos comparam seus dados com simulações de atmosferas planetárias. No entanto, a maioria dos modelos publicados negligencia incluir nuvens, já que sua presença torna os cálculos muito mais complexos, algo que os teóricos claramente precisarão corrigir! James Mang (Universidade do Texas em Austin), coautor do estudo, afirma: “É um ótimo problema de se ter, e mostra o enorme progresso que estamos fazendo graças ao JWST”.
“O que antes parecia impossível de detectar agora está ao nosso alcance, permitindo investigar a estrutura dessas atmosferas, incluindo a presença de nuvens. Isso revela novas camadas de complexidade que nossos modelos agora estão começando a capturar, e abre caminho para uma caracterização ainda mais detalhada desses mundos frios e distantes.”
Uma oportunidade para o Nancy Grace Roman
Por outro lado, há uma oportunidade futura para observar diretamente as nuvens de gelo de água, que são altamente reflexivas com o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, do qual o MPIA é parceiro, está previsto para lançamento entre 2026 e 2027 e deve ser adequado exatamente para esse tipo de observação.
Enquanto isso, Matthews e seus colegas estão solicitando tempo de observação no JWST para estudar outros análogos frios de Júpiter. E, ao mesmo tempo em que Matthews e outros astrônomos aprendem mais sobre exo-Júpiteres frios, suas técnicas observacionais estão estabelecendo as bases que, se tudo correr bem, ajudarão futuros observadores a investigar planetas semelhantes à Terra em busca de vida.
Os pesquisadores do MPIA envolvidos são Elisabeth Matthews e Bhavesh Rajpoot, em colaboração com James Mang e Caroline Morley (Universidade do Texas em Austin), Aarynn Carter e Mathilde Mâlin (Space Telescope Science Institute), entre outros."
Artigo encontrado no site Phys.org (originalmente publicado em 22/04/2026)
Link para acesso ao original: https://phys.org/news/2026-04-astronomers-exo-jupiter-clouds.html
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