Os astrónomos identificaram dois elementos químicos inesperados no interior da atmosfera de dois exoplanetas escaldantes onde ferro líquido e pedras preciosas chovem dos céus.
Os dois exoplanetas, que orbitam estrelas distintas para lá do nosso sistema solar, são gigantes gasosos ultraquentes chamados WASP-76b e WASP-121b. Os astrónomos usaram o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul para detetar bário a grande altitude na atmosfera de cada exoplaneta.
O bário é o elemento mais pesado já encontrado na atmosfera de um exoplaneta. A revista científica Astronomy & Astrophysics publicou na quinta-feira um estudo a pormenorizar a descoberta.
A cada rotação, o WASP-76b e o WASP-121b parecem mais estranhos aos cientistas.
“A parte intrigante e contraintuitiva é por que motivo existe um elemento tão pesado nas camadas superiores da atmosfera destes planetas?”, disse numa declaração o autor do estudo, Tomás Azevedo Silva, aluno de doutoramento do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço da Universidade do Porto.
“De certa forma foi uma descoberta ‘acidental’. Não estávamos à espera nem procurávamos bário em particular e tivemos de verificar que isto vinha efetivamente do planeta, uma vez que nunca tinha sido visto em qualquer exoplaneta.”
Os dois exoplanetas têm dimensões semelhantes a Júpiter, o maior planeta do nosso sistema solar, mas têm superfícies incrivelmente quentes, bastante acima dos mil graus Celsius.
As altas temperaturas do WASP-76b e do WASP-121b derivam do facto de cada planeta estar localizado perto da sua estrela hospedeira, completando uma órbita em um ou dois dias.
Inicialmente descoberto em 2015, o WASP-121b está a cerca de 855 anos-luz da Terra. O exoplaneta tem uma atmosfera brilhante de vapor de água, e a forte atração gravitacional da estrela que orbita está a deformá-lo para ficar com a forma de uma bola de râguebi.
O planeta está travado pela maré, o que significa que está sempre o mesmo lado virado para a estrela. É semelhante a como a nossa Lua orbita a Terra. No lado diurno, as temperaturas começam nos 2227 ºC na camada mais profunda da atmosfera e atingem os 3227 ºC na camada superior.
Os cientistas detetaram o WASP-76b pela primeira vez em 2016. Orbita uma estrela na constelação de Peixe, a 640 anos-luz da Terra. Este exoplaneta também está travado pela maré, pelo que na face diurna a temperatura ultrapassa os 2426 ºC.
A natureza escaldante dos exoplanetas deu-lhes características invulgares e um clima que parece saído da ficção científica. Os cientistas creem que chove ferro líquido do céu no WASP-76b, enquanto se formam nuvens metálicas e pedras preciosas líquidas no WASP-121b.
Detetar bário na atmosfera superior dos dois planetas surpreendeu os investigadores. O elemento é 2,5 vezes mais pesado do que o ferro.
“Tendo em conta a elevada gravidade dos planetas, seria de esperar que elementos pais pesados como o bário caíssem rapidamente para as camadas inferiores da atmosfera”, disse o coautor do estudo, Olivier Demangeon, investigador de pós-doutoramento do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço da Universidade do Porto.
Encontrar bário na atmosfera dos dois exoplanetas pode sugerir que os gigantes gasosos ultraquentes têm ainda mais características invulgares do que pensávamos.
Na Terra, o bário surge no céu noturno como uma cor verde viva quando rebenta fogo de artifício. Mas os cientistas não sabem ao certo qual o processo natural que faz este elemento pesado aparecer num ponto tão elevado da atmosfera destes gigantes gasosos.
A equipa de investigação usou o instrumento ESPRESSO, ou Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, instalado no Very Large Telescope no Chile, para estudar a luz estelar ao passar pela atmosfera de cada planeta.
“Ao serem gasosos e quentes, as atmosferas deles estão muito distendidas”, disse Demangeon. “Assim, são mais fáceis de observar e estudar do que as de planetas mais pequenos ou mais frios.”
Os telescópios futuros conseguirão também observar mais pormenores nas camadas atmosféricas dos exoplanetas, incluindo dos planetas rochosos semelhantes à Terra, para desbloquearem os mistérios dos mundos invulgares espalhados pela galáxia.
