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Um exoplaneta famoso por seu clima mortal está escondendo outra característica bizarra: ele fede a ovos podres, de acordo com um novo estudo da Universidade Johns Hopkins com dados do Telescópio Espacial James Webb.
A atmosfera de HD 189733 b, um gigante gasoso do tamanho de Júpiter, tem traços de sulfeto de hidrogênio, uma molécula que não só exala um fedor, mas também oferece aos cientistas novas pistas sobre como o enxofre, um componente essencial dos planetas, pode influenciar o interior e a atmosfera de mundos gasosos além do sistema solar.
Os resultados foram publicados hoje em Natureza.
“O sulfeto de hidrogênio é uma molécula importante que não sabíamos que estava lá. Previmos que estaria, e sabemos que está em Júpiter, mas não o havíamos realmente detectado fora do sistema solar”, disse Guangwei Fu, astrofísico da Johns Hopkins que liderou a pesquisa. “Não estamos procurando vida neste planeta porque ele é muito quente, mas encontrar sulfeto de hidrogênio é um trampolim para encontrar esta molécula em outros planetas e obter mais compreensão de como diferentes tipos de planetas se formam.”
Além de detectar sulfeto de hidrogênio e medir o enxofre total na atmosfera de HD 189733 b, a equipe de Fu mediu com precisão as principais fontes de oxigênio e carbono do planeta — água, dióxido de carbono e monóxido de carbono.
“O enxofre é um elemento vital para a construção de moléculas mais complexas e — assim 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”, disse Fu.
A apenas 64 anos-luz da Terra, HD 189733 b é o “Júpiter quente” mais próximo que os astrônomos podem observar passando na frente de sua estrela, tornando-o um planeta de referência para estudos detalhados de atmosferas exoplanetárias desde sua descoberta em 2005, disse Fu.
O planeta está cerca de 13 vezes mais perto de sua estrela do que Mercúrio está do sol e leva apenas cerca de dois dias terrestres para completar uma órbita. Ele tem temperaturas escaldantes de 1.700 graus Fahrenheit e é famoso por seu clima cruel, incluindo chuva de vidro que sopra para os lados em ventos de 5.000 mph.
Assim como fez ao detectar água, dióxido de carbono, metano e outras moléculas críticas em outros exoplanetas, o Webb oferece aos cientistas mais uma nova ferramenta para rastrear sulfeto de hidrogênio e medir enxofre em planetas gasosos fora do sistema solar.
“Digamos que estudemos outros 100 Júpiteres quentes e que todos eles sejam enriquecidos com enxofre. O que isso significa sobre como eles nasceram e como se formam de forma diferente em comparação ao nosso próprio Júpiter?”, disse Fu.
Os novos dados também descartaram a presença de metano em HD 189733 b com precisão sem precedentes e observações de comprimento de onda infravermelho do telescópio Webb, contrariando alegações anteriores sobre a abundância dessa molécula na atmosfera.
“Pensávamos que este planeta era quente demais para ter altas concentrações de metano, e agora sabemos que isso não acontece”, disse Fu.
A equipe também mediu níveis de metais pesados como os de Júpiter, uma descoberta que pode ajudar os cientistas a responder perguntas sobre como a metalicidade de um planeta se correlaciona com sua massa, disse Fu.
Planetas gelados gigantes menos massivos como Netuno e Urano contêm mais metais do que aqueles encontrados em gigantes gasosos como Júpiter e Saturno, os maiores planetas do sistema solar. As metalicidades mais altas sugerem que Netuno e Urano acumularam mais gelo, rocha e outros elementos pesados em relação a gases como hidrogênio e hélio durante os primeiros períodos de formação. Cientistas estão testando se essa correlação também é verdadeira para exoplanetas, disse Fu.
“Este planeta com a massa de Júpiter está muito próximo da Terra e foi muito bem estudado. Agora temos esta nova medição para mostrar que, de fato, as concentrações de metal que ele tem fornecem um ponto de ancoragem muito importante para este estudo de como a composição de um planeta varia com sua massa e raio”, disse Fu. “As descobertas apoiam nossa compreensão de como os planetas se formam por meio da criação de material mais sólido após a formação inicial do núcleo e, então, são naturalmente aprimorados com metais pesados.”
Nos próximos meses, a equipe de Fu planeja rastrear enxofre em mais exoplanetas e descobrir como altos níveis desse composto podem influenciar a proximidade com que eles se formam de suas estrelas-mãe.
“Queremos saber como esses tipos de planetas chegaram lá, e entender sua composição atmosférica nos ajudará a responder a essa pergunta”, disse Fu.
Esta pesquisa foi apoiada pela NASA através do programa JWST GO.
Outros autores são Luis Welbanks, Dana R. Louie e Michael Line, da Universidade Estadual do Arizona; Drake Deming, Jegug Ih, Arjun B. Savel, Eliza M.-R. Kempton e Matt Nixon, da Universidade de Maryland; Julie Inglis e Heather A. Knutson, do Instituto de Tecnologia da Califórnia; Michael Zhang, da Universidade de Chicago; Joshua Lothringer, da Universidade de Utah Valley; Julianne I. Moses e Gregory Henry, da Universidade Estadual do Tennessee; Everett Schlawin, da Universidade do Arizona; David K. Sing, da Johns Hopkins; e Thomas Greene, do Centro de Pesquisa Ames da NASA.
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