Astrónomos descobrem características atmosféricas surpreendentes em planeta isolado sem energia estelar
Graças às observações do telescópio James Webb, os astrónomos descobriram um planeta isolado que não orbita uma estrela, mas é dotado de uma atmosfera complexa.
Há vários anos que o Telescópio Espacial James Webb (JWST), nascido de uma colaboração internacional entre a NASA, a agência espacial americana, a ESA, a Agência Espacial Europeia e a CSA, a Agência Espacial Canadiana, orbita o Sol, recolhendo informações e imagens do universo que nos rodeia.
A última descoberta feita por este telescópio diz respeito ao SIMP J013656.5+093347.3, um objeto celeste isolado, sem uma estrela que lhe forneça energia, mas com uma atmosfera surpreendentemente complexa.
O SIMP não é um planeta vulgar: é enorme, com uma massa cerca de 13 vezes superior à do gigante do nosso sistema solar, Júpiter. Com uma massa semelhante, pode até cair na categoria estelar das anãs castanhas.
Um planeta ou uma estrela?
Relativamente à sua atmosfera peculiar, é importante saber que a maioria dos planetas com atmosfera apresenta características complexas e articuladas, precisamente devido à energia estelar que influencia este invólucro planetário gasoso.
A luz e o calor não só determinam a temperatura e a estrutura da atmosfera, como também podem influenciar a química geral. Recordamos também que o calor do Sol gera movimentos convectivos na atmosfera terrestre, graças aos quais o calor é redistribuído no nosso planeta.
Precisamente porque conhecemos a estreita relação entre a nossa complexa atmosfera e o Sol, poderíamos pensar que um planeta isolado, sem uma estrela próxima, teria uma atmosfera relativamente simples, mas não é esse o caso. O SIMP tem, de facto, uma atmosfera profunda e estratificada, com auroras e até nuvens compostas por partículas de ferro.
Este planeta está situado a cerca de 20 anos-luz de nós e gira muito rapidamente, completando uma rotação em cerca de 2,4 horas. Precisamente por estar isolado e, portanto, longe de possíveis fontes de poluição luminosa, sem uma estrela próxima, e por ser ele próprio bastante brilhante, é um excelente objetivo para o estudo da exometeorologia, a meteorologia dos exoplanetas (embora o SIMP não seja, de facto, classificado pelos astrónomos como um exoplaneta).
A sua rápida rotação desempenha um papel fundamental na sua complexa atmosfera, mas não é o único fator. De facto, a natureza física das características atmosféricas do SIMP ainda não é totalmente compreendida, mas há a hipótese de nuvens, variações de temperatura, instabilidades termoquímicas e auroras emissoras de infravermelhos poderem ser mecanismos envolvidos.
A este respeito, foi publicado um novo artigo no The Astrophysical Journal Letters que investiga as razões da complexa atmosfera do SIMP através de imagens recolhidas pelo James Webb.
Os instrumentos utilizados principalmente para este trabalho são o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), um espectrógrafo que opera no infravermelho próximo, que recolheu milhares de espectros individuais durante mais de 3 horas, ou seja, durante uma rotação completa do planeta; e o MIRI (Mid-Infrared Instrument), um instrumento de câmara e espectrógrafo capaz de detetar a luz na região do infravermelho médio do espetro eletromagnético, que adquiriu centenas de medições, também durante uma rotação completa.
Utilizando estas ferramentas, os investigadores encontraram padrões distintos nas curvas de luz: alguns comprimentos de onda tornaram-se mais brilhantes, outros mais fracos e outros permaneceram quase inalterados.
Estas curvas de luz mostram-nos como o brilho do SIMP muda à medida que roda, e estas variações devem-se provavelmente à presença de nuvens de ferro a baixa altitude, nuvens de silicato a alta altitude e áreas a alta altitude com diferentes temperaturas, quentes e frias, que entram e saem do campo de visão durante uma rotação.
É necessário um estudo a longo prazo
Os cientistas também observaram algumas curvas de luz a grande altitude que podem estar ligadas a auroras ou a gases quentes que se elevam de camadas mais profundas da atmosfera.
A química desta atmosfera complexa ainda precisa de ser investigada, uma vez que algumas características luminosas não podem ser explicadas apenas por nuvens ou variações de temperatura e podem estar relacionadas com a química do carbono.
Precisamente por causa da complexidade da atmosfera do SIMP, a equipa de investigação espera poder observar este planeta durante mais tempo, muito para além de uma única rotação, para obter uma compreensão mais profunda dos mecanismos atmosféricos em evolução e, assim, compreender plenamente um objeto tão dinâmico.
Referências da notícia
- Allison M. McCarthy et al 2025 - The JWST Weather Report from the Isolated Exoplanet Analog SIMP 0136+0933: Pressure-dependent Variability Driven by Multiple Mechanisms - ApJL 981 L22.