O Telescópio Espacial James Webb (JWST) fez uma previsão do tempo para o exoplaneta WASP-94Ab, um mundo com nuvens de areia pela manhã que gradualmente dão lugar a um céu claro ao pôr do sol.
É a primeira vez que o ciclo diário do clima é observado em um clima quente. Júpiter exoplaneta. Além disso, o claro céu noturno proporcionou aos astrónomos uma visão desobstruída da composição atmosférica do WASP-94Ab, descobrindo que está mais próximo do nosso próprio Júpiter do que as medições imprecisas anteriores sugeriram.
WASP-94Ab está localizado a cerca de 690 anos-luz de Terra e orbita uma das duas estrelas em uma ampla sistema binário. O planeta é um gigante gasoso 1,7 vezes maior que Júpiter e orbita a sua estrela a cada quatro dias a uma distância de 5,1 milhões de milhas (8,2 milhões de quilómetros) – perto o suficiente para ser mais quente do que 2.200 graus Fahrenheit (1.200 graus Celsius). Por isso, chamamos esses mundos de “Júpiteres quentes”.
Tentativas anteriores de compreender a composição dos Júpiteres quentes foram frustradas pelo facto de serem frequentemente muito nublados, o que obscurece grande parte da atmosfera. Ao contrário das nuvens de vapor de água da Terra, as nuvens quentes de Júpiter são feitas de metais e rochas vaporizadas, como gigantescas tempestades de areia voadoras. No caso do WASP-94Ab, as nuvens são compostas de silicato de magnésio vaporizado.
“Há 20 anos que observo exoplanetas e a nebulosidade geral tem sido uma pedra no nosso pé”, disse David Sing, da Universidade Johns Hopkins, num comunicado. declaração. “Já sabemos há algum tempo que as nuvens estão presentes nos planetas quentes de Júpiter, o que é irritante porque é como tentar olhar para o planeta através de uma janela embaçada.”
Mas os Júpiteres quentes estão nublados o tempo todo? Astrônomos liderados por Sing testaram isso observando WASP-94Ab com o Telescópio Espacial James Webb (JWST) à medida que o planeta transitava ou cruzava a face de sua estrela do ponto de vista da espaçonave. Usando uma técnica chamada espectroscopia de trânsito, os astrônomos foram capazes de observar como a luz da estrela era filtrada através dos gases atmosféricos e nuvens nos membros dianteiro e traseiro do WASP-94Ab enquanto ele transitava. Parte dessa luz é bloqueada por gases na atmosfera, e os comprimentos de onda em que essa luz é absorvida revelam a identidade desses gases.
A equipe de Sing viu que na vanguarda, onde era considerado “manhã” com o ar fluindo do lado noturno para o lado diurno, havia muitas nuvens de silicato de magnésio. No entanto, na borda de fuga, onde era “noite”, com o ar fluindo de volta para o lado noturno, as nuvens haviam desaparecido, deixando uma visão desimpedida da atmosfera dominada pelo hidrogênio. Anterior Telescópio Espacial Hubble as observações não foram capazes de dividir os efeitos de absorção dos membros dianteiro e traseiro, então parecia que WASP-94Ab tinha centenas de vezes mais oxigênio e carbono do que Júpiter. Dado o que sabemos sobre como os gigantes gasosos se formam, isto parecia improvável.
No entanto, ao detectar o céu sem nuvens no bordo de fuga, o JWST conseguiu obter uma leitura mais precisa ao remover o efeito das nuvens, descobrindo que o oxigénio e o carbono eram apenas cinco vezes mais abundantes do que no nosso Júpiter.
Afinal, WASP-94Ab parece um planeta gigante gasoso bastante comum, mas por que as nuvens estão se dissipando? Segundo Sing e seus colegas, existem duas possibilidades. WASP-94Ab está bloqueado por maré, o que significa que sempre mostra a mesma face para sua estrela, portanto tem um hemisfério de luz diurna permanente e um hemisfério de escuridão permanente. Ventos fortes no terminador entre o dia e a noite podem estar soprando o silicato de magnésio para o alto da atmosfera, onde forma nuvens no lado noturno. Os ventos então sopram essas nuvens para o lado diurno, onde gradualmente descem mais profundamente no planeta, onde não podem mais ser vistas, apenas para serem dragadas de volta quando o silicato de magnésio circula de volta para o lado noturno.
A alternativa é que as nuvens de silicato de magnésio sejam como o nevoeiro matinal na Terra, dissipando-se continuamente ao longo do dia num calor de 2.200 graus Fahrenheit.
“Não só conseguimos clarear a visão, mas também podemos finalmente determinar de que são feitas as nuvens e como elas se condensam e evaporam à medida que se movem ao redor do planeta”, disse Sing.
Ele e a sua equipa usaram então o JWST para acompanhar outros oito Júpiteres quentes, encontrando um ciclo semelhante de nuvens em dois deles, WASP-17b, que é um mundo grande, mas de densidade muito baixa, com uma atmosfera inchada e orbitando para trás em torno da sua estrela, e WASP-39b, que é outro mundo de baixa densidade com uma atmosfera invulgarmente rica em vapor de água, bem como em dióxido de carbono e enxofre.
O próximo passo é expandir a busca por tempo nublado em exoplanetas, observando uma variedade maior de mundos, incluindo um gigante gasoso que está em uma órbita altamente excêntrica que o leva da órbita de sua estrela. zona habitável muito mais perto e depois recuar novamente. As mudanças dramáticas no aquecimento poderiam impulsionar todos os tipos de sistemas climáticos poderosos que poderiam ser visíveis para o JWST.
As nuvens em WASP-94Ab, WASP-17b e WASP-39b foram relatadas em 21 de maio na revista Ciência.
