Primeiras observações a 3D da atmosfera de um exoplaneta revelam clima único

Combinando os quatro Telescópios Principais do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), astrónomos observaram a atmosfera de um planeta fora do Sistema Solar, mapeando pela primeira vez a sua estrutura tridimensional descobrindo ventos poderosos que transportam elementos químicos como o ferro e o titânio, criando padrões climáticos intrincados na atmosfera deste exoplaneta.

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 internacional, da qual faz parte Yuri Damasceno, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Universidade do Porto, 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.

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[photo-gallery id=”409630″ thumbnails=”409631,409632″ layout=”linear”/]“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, uma das investigadoras. 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, que combina a radiação recolhida pelos quatro telescópios 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 detetar assinaturas de diversos elementos químicos, sondando assim diferentes camadas da atmosfera.

O VLT permitiu sondar três camadas diferentes da atmosfera do exoplaneta de uma só vez. A equipa seguiu os movimentos do ferro, do sódio e do hidrogénio, conseguindo assim detetar ventos nas camadas profunda, média e superficial da atmosfera do planeta, respetivamente.

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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.

Para observar a atmosfera de planetas mais pequenos semelhantes à Terra serão necessários telescópios maiores, como é exemplo o Extremely Large Telescope (ELT), atualmente em construção no deserto chileno do Atacama, nota a equipa do ESO.