Telescópio Espacial James Webb (JWST) revela GJ504b, o Planeta Cor-de-Rosa com nuvens salgadas

Os mundos alienígenas mais extravagantes acendem a imaginação cósmica colectiva como poucas outras coisas.

Nesse catálogo interminável cabem super-Terras bem no centro da zona habitável da sua estrela, cenários gelados dignos de Hoth e até planetas inquietantes que podem lembrar gigantescos globos oculares celestes.

Ainda assim, há objectos tão frios e tão escuros que quase não se conseguem classificar - e chegam a ser praticamente invisíveis para observatórios terrestres.

Se a humanidade tivesse à disposição um telescópio espacial de infravermelhos extremamente sensível, seria muito mais eficaz a detectar os ténues sinais espectrais que estes corpos, esquivos e pouco luminosos, deixam escapar.

Felizmente, é precisamente isso que temos.

O Planeta Cor-de-Rosa visto pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST)

Uma nova investigação mostra que o Telescópio Espacial James Webb ajudou a escrutinar um objecto singular: um mundo gigante de tonalidade rosada, com nuvens salgadas e uma atmosfera em rotação onde surgem alguns químicos que poderiam estar debaixo do lava-loiça de qualquer cozinha.

Segundo Aneesh Baburaj, investigador de pós-doutoramento na Northwestern University que estuda a evolução de exoplanetas e assina o artigo como autor principal, “O Planeta Cor-de-Rosa é o companheiro mais frio alguma vez descoberto com instrumentos baseados no solo”.

Baburaj explica também: “Muitas equipas em todo o mundo fizeram observações de seguimento para estudar a sua luz, mas era demasiado ténue para instrumentos terrestres.

“Isso tornou-o num alvo perfeito para o JWST. Quando finalmente obtivemos o seu espectro, pareceu logo interessante. Mas, à medida que fomos aprofundando os dados, percebemos que não era parecido com nada do que tínhamos analisado antes.”

GJ504b: descoberta, distância e um estatuto difícil de definir

Os astrónomos identificaram este objecto invulgar - designado GJ504b - em 2013. Encontra-se a menos de 60 anos-luz e orbita uma estrela semelhante ao Sol a uma distância enorme: mais de 40 vezes superior à distância entre a Terra e o Sol - mais longe até do que Plutão.

O que GJ504b é, afinal, continua a dividir opiniões. Pode tratar-se de um planeta muito massivo ou de uma anã castanha, uma classe enigmática mais próxima de “estrelas falhadas” do que de planetas. Por isso, os autores optam por lhe chamar um “companheiro de massa planetária”.

A nova avaliação, assente em simulações e em dados espectrais do JWST - uma espécie de “impressão digital” química que revela os constituintes de um corpo - trouxe também estimativas actualizadas de massa e idade. Estas apontam para um objecto bem mais pesado e mais antigo do que alguns pensavam anteriormente.

De forma desconcertante, o GJ504b parece ter cerca de 10 por cento menos tamanho do que Júpiter, mas ser 25 vezes mais massivo.

É, além disso, relativamente frio. Corpos gigantes nascem escaldantes; no entanto, este é várias vezes mais fresco do que congéneres com temperaturas da ordem do milhar de graus: ronda apenas os 290 graus Celsius (550 graus Fahrenheit). Isso sugere uma idade entre 2,5 mil milhões e 4,5 mil milhões de anos - possivelmente semelhante à do nosso Sistema Solar.

Uma anomalia térmica que desaparece com nuvens salgadas

A estranheza não fica por aqui. Quando a equipa tentou reconstruir experimentalmente as suas características, alimentando modelos astrofísicos com os dados do JWST, surgiu uma anomalia térmica inesperada - como se faltasse uma fonte de opacidade na atmosfera de GJ504b.

Os investigadores só conseguiram eliminar essa “região isotérmica”, fisicamente pouco plausível, ao introduzirem cobertura de nuvens - e, em particular, cobertura de nuvens salgadas.

“Corremos simulações com nuvens, e os resultados alinharam-se com o que sabemos sobre planetas frios”, afirma Baburaj.

“Testámos três tipos diferentes de nuvens, e as nuvens de sal foram as que melhor encaixaram. Quando tivemos em conta nuvens de sal, isso abafou a assinatura de moléculas escondidas mais fundo na atmosfera do companheiro. Aí, os resultados tornaram-se fisicamente possíveis.”

Embora a natureza exacta dessas nuvens ainda não seja clara, poderão ser constituídas por cloreto de potássio ou sulfureto de zinco.

Uma mistura atmosférica tóxica e pistas sobre a formação

Além das nuvens, a equipa encontrou indícios de uma mistura atmosférica nociva, possivelmente com água, monóxido de carbono, metano, amónia e sulfureto de hidrogénio a rodopiarem no nevoeiro rosado.

De acordo com este trabalho, estudar dados espectrais de outros companheiros de massa planetária poderá ajudar a esclarecer as histórias sombrias e pouco nítidas de outros corpos intrigantes espalhados pelo cosmos.

Por exemplo, o perfil de elementos pesados de GJ504b (em astronomia, isto inclui tudo o que está para lá do hélio) parece estar enriquecido em carbono, oxigénio e possivelmente enxofre, quando comparado com a sua estrela; no nosso próprio “quintal” do Sistema Solar, Júpiter parece mostrar um enriquecimento semelhante.

Isto sugere, de forma preliminar, que GJ504b poderá ter-se formado como planeta - a partir de um disco protoestelar cheio de detritos - e não como uma estrela falhada.

À luz destas observações, o estudo assinala um marco no uso do JWST e de técnicas de modelação para revelar objectos frios e indistintos.

Baburaj conclui: “É a primeira vez que descobrimos que nuvens de sal são críticas para explicar o espectro de um objecto.

“É um bom lembrete para termos as nuvens em conta nos nossos modelos.”

Esta investigação foi publicada no Jornal Astrofísico.