19.02.2025 –

Os astrónomos observaram a atmosfera de um planeta fora do nosso Sistema Solar, mapeando pela primeira vez a sua estrutura tridimensional. Combinando os quatro Telescópios Principais do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), os investigadores descobriram ventos poderosos que transportam elementos químicos como o ferro e o titânio, criando padrões climáticos intrincados na atmosfera deste exoplaneta. Esta descoberta abre as portas a estudos detalhados sobre a composição química e o clima de mundos alienígenas.

“A atmosfera deste planeta mostra-se desafiadora para a nossa compreensão do comportamento do clima, não só na Terra, mas também noutros planetas. Realmente, parece algo saído diretamente da ficção científica!”, comenta Julia Victoria Seidel, investigadora do ESO no Chile e autora principal deste estudo, publicado agora na revista Nature.

O planeta WASP-121b (também conhecido por Tylos), situa-se a cerca de 900 anos-luz de distância da Terra, na constelação da Popa, e é do tipo Júpiter ultra-quente, ou seja, trata-se de um planeta gigante gasoso que orbita a sua estrela hospedeira tão de perto que um ano no planeta dura somente cerca de 30 horas terrestres. Além disso, um dos lados do planeta é escaldante, já que está sempre virado para a estrela, enquanto o outro lado é muito mais frio.

A equipa sondou as profundezas da atmosfera de Tylos e revelou ventos distintos em camadas diferentes, criando um mapa tridimensional da estrutura atmosférica. Trata-se da primeira vez que os astrónomos conseguem estudar a atmosfera de um planeta fora do nosso Sistema Solar com tanto detalhe.

Descobrimos algo surpreendente: uma corrente de jato faz girar o material em torno do equador do planeta, enquanto um outro fluxo que existe a níveis atmosféricos mais baixos transporta gás do lado quente do planeta para o lado frio. Este tipo de clima nunca foi observado anteriormente em nenhum planeta”, explica Julia Seidel, que é também investigadora no Laboratório Lagrange, do Observatoire de la Côte d’Azur, em França. A corrente de jato observada estende-se por metade do planeta, ganhando velocidade e movimentando violentamente a atmosfera superior à medida que atravessa o lado quente de Tylos. “Mesmo os furacões mais fortes que observamos no Sistema Solar parecem calmos em comparação com este fenómeno”, acrescenta a investigadora.

Para revelar a estrutura tridimensional da atmosfera deste exoplaneta, a equipa utilizou o instrumento ESPRESSO montado no VLT do ESO, que combina a radiação colectada pelos quatro Telescópio Principais do VLT num único sinal. Deste modo, é recolhida quatro vezes mais radiação do que se um único telescópio fosse usado, sendo por isso possível revelar muito mais detalhes. Ao observar o planeta durante um trânsito completo pela frente da sua estrela hospedeira, o ESPRESSO foi capaz de detectar assinaturas de diversos elementos químicos, sondando assim diferentes camadas da atmosfera.

“O VLT permitiu-nos sondar três camadas diferentes da atmosfera do exoplaneta de uma só vez”, explica o coautor do estudo Leonardo A. dos Santos, astrónomo assistente no Space Telescope Science Institute em Baltimore, Estados Unidos. A equipa seguiu os movimentos do ferro, do sódio e do hidrogénio, conseguindo assim detectar ventos nas camadas profunda, média e superficial da atmosfera do planeta, respectivamente. “É o tipo de observação que é muito difícil de fazer com telescópios espaciais, o que realça a importância de observar exolanetas a partir do solo”, acrescenta o cientista.

Curiosamente, as observações também revelaram a presença de titânio logo abaixo da corrente de jato, tal como salientado num artigo científico complementar publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. Esta foi outra surpresa, uma vez que observações anteriores deste exoplaneta tinham apontado para a ausência deste elemento, possivelmente por este se encontrar escondido nas profundezas da atmosfera.

“É verdadeiramente impressionante podermos estudar pormenores como a composição química e os padrões climáticos de um planeta que se encontra tão longe de nós”, afirma Bibiana Prinoth, aluna de doutoramento da Universidade de Lund, Suécia, e do ESO, que liderou o estudo complementar e é também coautora do artigo publicado da Nature.

Para observar, no entanto, a atmosfera de planetas mais pequenos semelhantes à Terra, são necessários telescópios maiores, como será o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção no deserto chileno do Atacama. “O ELT fará mudar completamente o estudo de atmosferas dos exoplanetas”, afirma Prinoth. “Este estudo leva-me a pensar que estamos à beira de descobrir coisas incríveis com as quais apenas podemos sonhar atualmente”.

Observatório Europeu do Sul

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