HD 80606 b: o exoplaneta extremo observado pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA

Existe um planeta chamado HD 80606 b onde as variações de temperatura estão entre as mais extremas já observadas. À medida que dispara ao redor da sua estrela, as condições mudam com tal rapidez e intensidade que os cientistas conseguem ver a atmosfera a alterar-se praticamente em tempo real.

Com novas observações do Telescópio Espacial James Webb da NASA, tornou-se possível investigar este mundo invulgar com muito mais detalhe.

Os dados indicam que, no momento em que passa mais perto da estrela, o planeta atinge temperaturas mais elevadas do que se estimava anteriormente.

Um planeta diferente da maioria dos Júpiteres quentes: HD 80606 b

O HD 80606 b integra a classe de exoplanetas conhecida como Júpiteres quentes.

Os Júpiteres quentes são gigantes gasosos semelhantes a Júpiter, mas orbitam extremamente perto das suas estrelas, o que os coloca sob temperaturas excecionalmente altas.

A maioria destes gigantes segue órbitas relativamente circulares. O HD 80606 b foge por completo a esse padrão.

Em vez disso, descreve uma órbita muito alongada: afasta-se bastante da sua estrela parecida com o Sol e, mais tarde, regressa num mergulho rápido para a região interior do sistema.

Este percurso repete-se a cada 111 dias. No ponto de maior aproximação, chamado periastro, o planeta recebe da estrela uma quantidade colossal de energia.

“Tivemos sempre os Júpiteres quentes como alguns dos exoplanetas mais extremos que conhecemos, mas mesmo dentro desse grupo, o HD 80606 b é um dos mais extremos”, afirmou Tiffany Kataria, investigadora principal do estudo no Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA.

“Costumamos imaginar os Júpiteres quentes como gigantes gasosos muito quentes encostados às suas estrelas, mas a órbita altamente excêntrica deste planeta cria uma criatura totalmente diferente.”

Saltos de temperatura que surpreenderam os cientistas

O Telescópio Espacial James Webb acompanhou o HD 80606 b antes, durante e depois do seu encontro mais próximo com a estrela.

Os instrumentos do telescópio mostraram que, nesse intervalo, a temperatura do planeta aumenta abruptamente cerca de 610 °C.

Um aquecimento tão repentino pode transformar de forma drástica a atmosfera. Estudos anteriores já tinham indicado que mudanças rápidas de temperatura podem influenciar a formação de nuvens e desencadear alterações na química atmosférica.

Para seguir esta evolução, a equipa recorreu especificamente ao Instrumento de Infravermelho Médio do Webb, conhecido como MIRI. As observações no infravermelho são particularmente úteis porque permitem medir o calor e identificar diferentes moléculas na atmosfera de um planeta.

“O Webb mostrou que o aumento de temperatura do planeta foi ainda mais extremo do que antecipávamos com base nos dados do Spitzer”, disse Kataria.

Porque é que este planeta estranho é importante

O interesse científico no HD 80606 b não se deve apenas ao seu carácter fora do comum; este planeta permite observar vários regimes atmosféricos num intervalo muito curto.

Em muitos exoplanetas, são necessários anos de observações para perceber como a atmosfera se comporta. Já o HD 80606 b concentra um leque amplo de condições em poucas horas, quando passa rente à sua estrela.

Os investigadores explicaram que a órbita invulgar torna o HD 80606 b um alvo ideal: ao longo do movimento orbital, a temperatura varia de forma dramática, e a química atmosférica acompanha esse ritmo acelerado.

Assim, é possível recolher medições em múltiplas condições em apenas algumas horas. Depois, essas conclusões podem ajudar a compreender melhor outros Júpiteres quentes e até exoplanetas mais convencionais.

Ler um planeta através da luz

Para examinar a atmosfera, a equipa usou espectroscopia, uma técnica que decompõe a luz nas suas cores componentes. Este método é amplamente utilizado em astronomia porque diferentes substâncias químicas deixam assinaturas específicas na luz.

Com a espectroscopia, é possível inferir a temperatura de um planeta, o seu movimento, a composição química e outras características físicas. Tornou-se uma das ferramentas mais poderosas para investigar mundos demasiado distantes para serem visitados diretamente.

Durante o período de observação, do ponto de vista do Webb, o HD 80606 b também passou por trás da estrela, produzindo o que os astrónomos chamam de eclipse secundário.

Acontecimentos deste tipo ajudam a separar a luz do planeta da luz da estrela, melhorando a qualidade das medições atmosféricas.

Construir sobre anos de trabalho

Estas observações recentes não foram um trabalho feito de um dia para o outro. A equipa passou anos a preparar o calendário, porque a órbita peculiar do planeta e as limitações de visibilidade do Webb tornaram o agendamento particularmente difícil.

O esforço também dá continuidade a observações mais antigas do Telescópio Espacial Spitzer da NASA, que foi retirado de serviço em 2020. Foi o Spitzer que mostrou pela primeira vez que o HD 80606 b era um alvo especialmente promissor para estudos no infravermelho.

Devido ao aquecimento extremo, o planeta chegou mesmo a ganhar a alcunha de “exoplaneta assado”.

“O Spitzer fez um trabalho incrível com este exoplaneta”, afirmou Ryan Challener, coautor e investigador associado no Centro de Astrofísica e Ciência Planetária da Cornell. “Agora, o Webb está a desenvolver esse legado ao permitir-nos aprofundar e distinguir assinaturas químicas específicas como metano e dióxido de carbono, o que representa um progresso verdadeiramente impressionante.”

Os investigadores continuam a analisar a enorme quantidade de informação recolhida pelo Webb. Os resultados iniciais apontam para um mundo levado a limites notáveis, e a equipa acredita que este conjunto de dados poderá revelar muito mais sobre a forma como planetas gigantes evoluem sob condições intensas.

“Há imenso para aprender com este conjunto de dados. Estamos mesmo só a começar a decifrar o que o Webb nos tem para dizer.”