Um exoplaneta do tamanho de Júpiter tem intrigado astrônomos há muito tempo por causa de suas temperaturas escaldantes, ventos uivantes e chuva lateral feita de vidro. Agora, dados do Telescópio Espacial James Webb revelaram outra característica intrigante do planeta conhecido como HD 189733b: ele cheira a ovos podres.
Pesquisadores que estudam a atmosfera de HD 189733b usaram a observação do Webb para detectar pequenas quantidades de sulfeto de hidrogênio — um gás incolor que libera um forte cheiro sulfúrico e nunca havia sido detectado fora do nosso sistema solar. A descoberta avança o conhecimento sobre a composição potencial dos exoplanetas.
As descobertas, compiladas por uma equipe de várias instituições, foram publicadas na segunda-feira (8) na revista Nature.
Um planeta excêntrico com clima mortal
Cientistas descobriram HD 189733b pela primeira vez em 2005 e posteriormente identificaram o gigante gasoso como um “Júpiter quente” — um planeta que tem uma composição química semelhante à de Júpiter, o maior planeta do nosso sistema solar, mas com temperaturas escaldantes. Localizado a apenas 64 anos-luz da Terra, HD 189733b é o Júpiter quente mais próximo que os astrônomos podem estudar enquanto o planeta passa na frente de sua estrela. Por essa razão, é um dos exoplanetas mais estudados.
“HD 189733 b não é apenas um planeta gigante gasoso, mas também um ‘gigante’ no campo dos exoplanetas porque é um dos primeiros exoplanetas em trânsito já descobertos”, diz o autor principal do estudo, Guangwei Fu, astrofísico da Universidade Johns Hopkins, em um e-mail. “É o ponto de ancoragem para grande parte do nosso entendimento sobre a química e a física atmosférica dos exoplanetas.”
O planeta é cerca de 10% maior que Júpiter, mas muito mais quente porque está 13 vezes mais próximo de sua estrela do que Mercúrio está do nosso Sol. HD 189733b leva apenas cerca de dois dias terrestres para completar uma única órbita ao redor de sua estrela, diz Fu.
Essa proximidade com a estrela dá ao planeta uma temperatura média abrasadora de 1.700 graus Fahrenheit (926 graus Celsius) e ventos fortes que fazem com que partículas de silicato, semelhantes a vidro, chovam lateralmente das nuvens altas ao redor do planeta a 5.000 milhas por hora (8.046 quilômetros por hora).
Um cheiro surpreendente
Quando os astrônomos decidiram usar o telescópio Webb para estudar o planeta e ver o que a luz infravermelha, que é invisível ao olho humano, poderia revelar na atmosfera de HD 189733b, eles tiveram uma surpresa.
O sulfeto de hidrogênio está presente em Júpiter e foi previsto existir em exoplanetas gigantes gasosos, mas a evidência da molécula era elusiva fora do nosso sistema solar, afirma Fu.
“O sulfeto de hidrogênio é um dos principais reservatórios de enxofre dentro das atmosferas planetárias”, diz. “A alta precisão e a capacidade infravermelha do (telescópio Webb) nos permitem detectar sulfeto de hidrogênio pela primeira vez em exoplanetas, o que abre uma nova janela espectral para o estudo da química do enxofre nas atmosferas dos exoplanetas. Isso nos ajuda a entender do que são feitos os exoplanetas e como eles se formaram.”
Além disso, a equipe detectou água, dióxido de carbono e monóxido de carbono na atmosfera do planeta, segundo Fu — o que significa que essas moléculas podem ser comuns em outros exoplanetas gigantes gasosos.
Embora os astrônomos não esperem que exista vida em HD 189733b por causa de suas temperaturas escaldantes, a detecção de um elemento básico como o enxofre em um exoplaneta lança luz sobre a formação de planetas, segundo Fu.
“O enxofre é um elemento vital para a construção de moléculas mais complexas e — como o carbono, o nitrogênio, o oxigênio e o fosfato — os cientistas precisam estudá-lo mais para entender completamente como os planetas são feitos e do que são feitos”, diz Fu.
Moléculas com cheiros distintos, como a amônia, já foram detectadas anteriormente em outras atmosferas de exoplanetas.
Mas as capacidades do Webb permitem que os cientistas identifiquem produtos químicos específicos em atmosferas ao redor de exoplanetas com mais detalhes do que antes.
Metais pesados planetários
No nosso sistema solar, gigantes de gelo como Netuno e Urano, embora menos massivos no geral, contêm mais metais do que os gigantes gasosos Júpiter e Saturno, que são os maiores planetas, sugerindo que pode haver uma correlação entre o teor de metal e a massa.
Os astrônomos acreditam que mais gelo, rocha e metais — em vez de gases como hidrogênio e hélio — estiveram envolvidos na formação de Netuno e Urano.
Os dados do Webb também mostraram níveis de metais pesados em HD 189733b semelhantes aos encontrados em Júpiter.
“Agora temos essa nova medida para mostrar que, de fato, as concentrações de metais (que o planeta) possui fornecem um ponto de ancoragem muito importante para este estudo de como a composição de um planeta varia com sua massa e raio”, afirma Fu. “As descobertas apoiam nossa compreensão de como os planetas se formam através da criação de mais material sólido após a formação do núcleo inicial e, em seguida, são naturalmente enriquecidos com metais pesados.”
Agora, a equipe buscará assinaturas de enxofre em outros exoplanetas e determinará se altas concentrações do composto influenciam a proximidade de alguns planetas em relação a suas estrelas hospedeiras.
“HD 189733b é um planeta de referência, mas representa apenas um ponto de dados”, diz Fu. “Assim como os seres humanos individuais exibem características únicas, nossos comportamentos coletivos seguem tendências e padrões claros. Com mais conjuntos de dados do Webb por vir, esperamos entender como os planetas se formam e se o nosso sistema solar é único na galáxia.”
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