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O infernal céu deste exoplaneta que chove ferro e cria um efeito semelhante a um arco-íris!

"Há uma razão pela qual nada tão glorioso como este foi visto antes fora do nosso sistema solar - requer condições muito peculiares."


Notícia

Por Robert Lea

Traduzido por Marco Centurion



Ilustração de WASP-76b e o efeito de glória semelhante a um arco-íris em sua atmosfera (Crédito da imagem: ATG sob contrato para a ESA)


Existem muitas palavras que poderiam ser usadas para descrever o exoplaneta WASP-76b: infernal, ardente, turbulento, caótico e até mesmo violento. Este é um planeta fora do sistema solar que está tão perto da estrela que orbita que fica quente o suficiente para vaporizar chumbo. Então, você pode imaginar porque "glorioso" não era um desses adjetivos. No entanto, este atributo um pouco mais positivo foi adicionado à lista bastante recentemente, pois astrônomos detectaram indícios de algo chamado "efeito de glória" na atmosfera do exoplaneta jupiteriano ultra-quente. O efeito de glória, sugerido nos dados da missão de caça a exoplanetas da Agência Espacial Europeia Characterizing Exoplanet Satellite (CHEOPS), é um arranjo que se assemelha a um arco-íris de anéis de luz coloridos e concêntricos que ocorrem apenas sob condições muito especiais. Este efeito é frequentemente visto sobre o nosso próprio planeta, bem como na atmosfera de Vênus, mas esta é a primeira vez que os cientistas o veem observando a ocorrência fora de nossa vizinhança cósmica. WASP-76b está localizado a 637 anos-luz de nós.


Caso o efeito se confirme como acontecendo sobre WASP-76b, poderia revelar muito sobre este estranho e extremo exoplaneta - um mundo diferente de qualquer coisa vista em nosso domínio estelar.


"Há uma razão pela qual nada tão glorioso como este foi visto antes fora do nosso sistema solar, requer condições muito peculiares", disse Olivier Demangeon, líder da equipe e astrônomo do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço em Portugal, em um comunicado. "Primeiramente, você precisa de partículas atmosféricas que sejam quase perfeitamente esféricas, completamente uniformes e estáveis o suficiente para serem observadas por um longo tempo. A estrela próxima do planeta precisa brilhar diretamente sobre ele, com o observador - aqui CHEOPS - na orientação certa."



Há mais em WASP-76b do que chuva de ferro derretido


Descoberto em 2013, WASP-76b está localizado a apenas 48 milhões de quilômetros de sua amarelada estrela mãe, que é cerca de 1,5 vezes a massa e 1,75 vezes a largura do sol. Essa distância é pouco mais de 8% a distância entre o sol e Mercúrio, que é o planeta mais próximo de nossa estrela. Como resultado, o planeta, que é cerca de 1,8 vezes o tamanho de Júpiter, apesar de possuir apenas 92% da massa do gigante gasoso, gira em torno de sua estrela em apenas 1,8 dias terrestres. Essa proximidade também faz com que um lado de WASP-76b, o "lado diurno", esteja travado por efeito de maré em direção a sua estrela, WASP-76. O outro lado do planeta, o "lado noturno", está voltado perpetuamente para o espaço.


Como o lado diurno de WASP-76b é bombardeado por radiação de sua estrela hospedeira, as temperaturas lá sobem para mais de 2.400 graus Celsius. Isso é quente o suficiente para vaporizar ferro. Ventos fortes e rápidos em WASP-76b então transportam esse vapor de ferro para o lado mais frio e escuro do planeta, onde ele se condensa em gotículas e cai como chuva de ferro.


Essa ilustração mostra uma visão do lado noturno do exoplaneta WASP-76b. (Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser)

O indício do efeito de glória sobre este exoplaneta ardente é um feito notável para CHEOPS, que foi lançado em dezembro de 2019. Isso exemplifica a capacidade da missão de detectar fenômenos sutis e nunca antes vistos em mundos distantes. CHEOPS observou o exoplaneta WASP-76b quase duas dezenas de vezes ao longo de três anos, enquanto os cientistas tentavam entender uma estranha assimetria de luz encontrada no lado  externo do planeta, vista quando ele cruza, ou "transita", a sua estrela mãe.


Essas observações revelaram um aumento na luz vinda da linha de intersecção oriental do WASP-76b, a divisão onde o lado noturno do exoplaneta se torna seu lado diurno. A equipe concluiu que essa mudança abrupta na saída de luz é causada por um forte reflexo localizado e dependente da direção. Eles chamam isso de efeito de glória.


"O que é importante ter em mente é a dimensão do que estamos testemunhando", disse Matthew Standing, um bolsista de pesquisa da ESA estudando exoplanetas, no comunicado. "O WASP-76b está a várias centenas de anos-luz de distância. É um planeta gigante gasoso intensamente quente onde provavelmente chove ferro derretido.


“Apesar do caos, parece que detectamos os sinais potenciais de uma “glória”. E é um sinal bastante fraco.”


O que significa “glória” para WASP-76b?


O efeito de glória pode ter uma aparência semelhante a um arco-íris e um padrão listrado colorido, mas na verdade é bastante distinto de um arco-íris literal. Arco-íris são criados quando a luz do sol passa de um meio com uma densidade para outro meio com uma densidade diferente, geralmente do ar para a água. Isso faz com que o caminho da luz se curve, ou "refrata", e diferentes comprimentos de onda são refratados em diferentes direções/graus. Assim, a luz branca do sol é dividida em suas cores consistentes, dando origem ao arco-íris familiar e colorido.


Por outro lado, o efeito de glória acontece quando a luz passa por uma abertura estreita. Na Terra, essa abertura poderia ser o espaço entre gotículas de água em nuvens, por exemplo. Isso causa uma forma diferente de refração, chamada "difração", que ocorre quando a luz passa por um obstáculo ou através de uma abertura. À medida que as ondas de luz se dividem e depois se reúnem, onde os picos encontram depressões, há interferência destrutiva. Mas, onde um pico encontra um pico, há interferência construtiva. Isso resulta em bandas escuras e claras, respectivamente, e anéis concêntricos de cor.


Então, o que significa "glória" para WASP-76b?


Concepção artística do exoplaneta WASP-76. (créditos da imagem: Frederik Peeters).

A presença desse fenômeno na atmosfera do jupiteriano ultra-quente, indica a presença de nuvens compostas por gotículas de água perfeitamente esféricas que duraram pelo menos três anos ou nuvens que estão constantemente sendo reabastecidas. Se as nuvens são persistentes, isso indica que a temperatura da atmosfera de WASP-76b, embora intimidante, deve ser estável ao longo do tempo. Esta é uma visão fascinante a qual sugere estabilidade em torno do que por muito tempo foi considerado um mundo infindavelmente turbulento.


Os resultados também indicam que especialistas em exoplanetas poderiam investigar mundos distantes em busca de fenômenos de luz semelhantes, incluindo a luz das estrelas refletida em lagos e oceanos líquidos. Isso é algo que poderia ser vital na busca contínua da humanidade por vida além do sistema solar. "Provas adicionais são necessárias para afirmar conclusivamente que esta intrigante 'luz extra' é uma glória rara", disse Theresa Lüftinger, Cientista do Projeto da próxima missão Ariel da ESA. "Observações de acompanhamento do instrumento NIRSPEC a bordo do Telescópio Espacial James Webb poderiam fazer o trabalho. Ou a próxima missão Ariel da ESA poderia provar sua presença. Poderíamos até encontrar mais cores gloriosamente reveladoras brilhando em outros exoplanetas."


Para Demangeon, esta observação pode validar este interesse contínuo em investigar o mundo infernal de Wasp-76b. "Estive envolvido na primeira detecção de luz assimétrica vindo deste planeta estranho e desde então, estou muito curioso sobre a causa", concluiu o cientista da ESA.


"Levou algum tempo para chegar aqui, com momentos em que me perguntei: 'Por que você está insistindo nisso? Poderia ser melhor fazer algo diferente com seu tempo.' Mas quando esse recurso surgiu nos dados, foi uma sensação tão especial. Uma satisfação particular que não acontece todos os dias."

A pesquisa da equipe foi publicada na revista Astronomy & Astrophysics.


Artigo encontrado em space.com (originalmente publicado em 05/04/2024)

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