Webb da NASA detecta redemoinhos e nuvens arenosas em planeta remoto

Esta ilustração mostra as nuvens rodopiantes identificadas pelo Telescópio Espacial James Webb na atmosfera do exoplaneta VHS 1256 b. O planeta está a cerca de 40 anos-luz de distância e orbita duas estrelas. As nuvens do planeta, cheias de poeira de silicato, estão constantemente subindo, se misturando e se movendo. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI) Detalhes completos da imagem

Em apenas algumas horas de observações, o telescópio espacial revelou uma atmosfera dinâmica em um planeta a 40 anos-luz da Terra.

Pesquisadores observando com o Telescópio Espacial James Webb da NASA identificaram características de nuvens de silicato na atmosfera de um planeta distante. A atmosfera está constantemente subindo, misturando-se e movendo-se durante as 22 horas do dia, trazendo o material mais quente para cima e empurrando o material mais frio para baixo. As mudanças de brilho resultantes são tão dramáticas que é o objeto de massa planetária mais variável conhecido até hoje. A equipe, liderada por Brittany Miles, da Universidade do Arizona, também fez detecções extraordinariamente claras de água, metano e monóxido de carbono com os dados de Webb e encontrou evidências de dióxido de carbono. Este é o maior número de moléculas já identificadas de uma só vez em um planeta fora do nosso sistema solar.

Catalogado como VHS 1256 b, o planeta está a cerca de 40 anos-luz de distância e orbita não uma, mas duas estrelas em um período de 10.000 anos. "VHS 1256 b está cerca de quatro vezes mais longe de suas estrelas do que Plutão está do nosso Sol, o que o torna um grande alvo para Webb", disse Miles. “Isso significa que a luz do planeta não está misturada com a luz de suas estrelas”. Mais acima em sua atmosfera, onde as nuvens de silicato estão se agitando, as temperaturas atingem escaldantes 1.500 graus Fahrenheit (830 graus Celsius).

Instrumentos a bordo do Telescópio Espacial James Webb conhecidos como espectrógrafos, um em seu Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) e outro em seu Mid-Infrared Instrument (MIRI), observaram o planeta VHS 1256 b. O espectro resultante mostra assinaturas de nuvens de silicato, água, metano e monóxido de carbono.

Dentro dessas nuvens, Webb detectou grãos de poeira de silicato maiores e menores, que são mostrados em um espectro. "Os grãos de silicato mais finos em sua atmosfera podem ser mais parecidos com minúsculas partículas na fumaça", observou a coautora Beth Biller, da Universidade de Edimburgo, na Escócia. "Os grãos maiores podem ser mais como partículas de areia muito quentes e muito pequenas."

VHS 1256 b tem baixa gravidade em comparação com anãs marrons mais massivas, o que significa que suas nuvens de silicato podem aparecer e permanecer mais altas em sua atmosfera, onde Webb pode detectá-las. Outra razão pela qual seus céus são tão turbulentos é a idade do planeta. Em termos astronômicos, é bastante jovem. Apenas 150 milhões de anos se passaram desde que se formou – e continuará a mudar e esfriar por bilhões de anos.

De muitas maneiras, a equipe considera essas descobertas como as primeiras "moedas" retiradas de um espectro que os pesquisadores veem como um baú do tesouro de dados. Eles apenas começaram a identificar seu conteúdo. “Identificamos silicatos, mas entender melhor quais tamanhos e formas de grãos correspondem a tipos específicos de nuvens vai exigir muito trabalho adicional”, disse Miles. “Esta não é a palavra final neste planeta – é o começo de um esforço de modelagem em larga escala para ajustar os dados complexos do Webb”.

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Embora todas as características observadas pela equipe tenham sido detectadas em outros planetas em outras partes da Via Láctea por outros telescópios, outras equipes de pesquisa normalmente identificaram apenas uma de cada vez. "Nenhum outro telescópio identificou tantas características ao mesmo tempo para um único alvo", disse o co-autor Andrew Skemer, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. “Estamos vendo muitas moléculas em um único espectro de Webb que detalham os sistemas dinâmicos de nuvens e clima do planeta”.

A equipe chegou a essas conclusões analisando dados conhecidos como espectros coletados por dois instrumentos a bordo do Webb, o Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) e o Mid-Infrared Instrument (MIRI). Como o planeta orbita a uma distância tão grande de suas estrelas, os pesquisadores puderam observá-lo diretamente, em vez de usar a técnica de trânsito ou um coronógrafo para obter esses dados.