Júpiteres quentes têm ventos mais lentos do que o esperado - e o campo magnético pode explicar

Os maiores planetas - os gigantes gasosos - deveriam, em teoria, apresentar os ventos mais velozes quando são também os mais quentes.

A lógica é simples: quanto mais alta a temperatura de um planeta, mais intensas tendem a ser as correntes atmosféricas. E existe uma classe de exoplanetas, conhecida como Júpiteres quentes, que reúne os mundos mais escaldantes já descobertos.

Eles orbitam tão perto das suas estrelas que, em alguns casos, o calor é tão extremo que o próprio planeta está, literalmente, a perder material por evaporação.

Mesmo assim, uma nova análise de sete Júpiteres quentes encontrou velocidades de vento que parecem quase preguiçosas quando comparadas ao que os astrónomos previam.

Por que os Júpiteres quentes deveriam ter ventos mais rápidos

A explicação mais convincente para essa discrepância, segundo uma equipa liderada pela astrónoma Julia Seidel, do Observatório da Côte d’Azur, em França, é que existe algo a travar a circulação.

E o processo que melhor poderia justificar esse “travão” poderoso é a presença de um campo magnético.

Se esse resultado for confirmado por estudos independentes, esses ventos inesperadamente lentos podem tornar-se a evidência mais forte já obtida de atividade magnética num mundo para lá do Sistema Solar.

“"Esta descoberta abre uma janela totalmente nova para a investigação de exoplanetas", diz Seidel.”

“"É a primeira vez que conseguimos comparar os ambientes magnéticos de outros mundos - um passo crucial para, no fim, perceber quais planetas conseguem manter-se ‘vivos’, conservar a sua água e talvez até, um dia, hospedar vida como a conhecemos".”

Os Júpiteres quentes já são, por si só, alguns dos exoplanetas mais intrigantes da Via Láctea. Eles estão tão próximos das suas estrelas que, nos casos mais extremos, completam uma órbita em menos de um dia.

Essa proximidade faz com que duas características sejam comuns. A primeira é que, normalmente, esses planetas ficam presos por maré (travamento de maré): um hemisfério permanece sempre voltado para a estrela, em dia permanente, enquanto o outro fica eternamente na noite.

A consequência é um contraste térmico brutal - exatamente o tipo de diferença que deveria gerar um clima absolutamente fora do normal.

A segunda característica é que esses mundos costumam atingir temperaturas de equilíbrio de vários milhares de graus, fornecendo ainda mais energia para impulsionar uma circulação atmosférica intensa.

Como os ventos foram medidos com MAROON-X e ESPRESSO

Não é possível medir diretamente os campos magnéticos de exoplanetas com as técnicas atuais. Ainda assim, estudos anteriores de Júpiteres quentes individuais mostraram que, ao rastrear ferro vaporizado na atmosfera, dá para estimar a velocidade dos ventos.

Como já se sabe que campos magnéticos conseguem atuar como um travão em gases eletricamente carregados, os investigadores suspeitaram que as velocidades de vento em Júpiteres quentes poderiam servir como um indicador indireto (um proxy) de atividade magnética.

Para isso, a equipa usou o instrumento MAROON-X, no telescópio Gemini Norte, e o instrumento ESPRESSO, no Telescópio Muito Grande (VLT) do ESO, para medir as velocidades dos ventos em sete Júpiteres quentes.

As velocidades encontradas nesses mundos continuam a ser muito superiores a qualquer coisa que se veja no Sistema Solar. Os cientistas registaram vendavais entre 2 e 7 km por segundo. Em comparação, os ventos de Júpiter - os mais rápidos do Sistema Solar - chegam apenas a cerca de 0,4 km por segundo.

Campo magnético como travão: o padrão com a temperatura

O que torna os Júpiteres quentes especialmente interessantes aqui é a relação clara entre velocidade do vento e temperatura.

A equipa observou que, quanto mais quente era o exoplaneta, mais lentos eram os seus ventos.

Existem outras hipóteses para explicar ventos abaixo do esperado em Júpiteres quentes; porém, segundo os autores, essas alternativas ainda assim indicariam a tendência contrária - isto é, ventos a acelerarem com o aumento da temperatura.

“"Isto é totalmente contraintuitivo porque, mantendo-se todo o resto igual, planetas quentes têm mais energia para acelerar os ventos!", diz o astrónomo Vivien Parmentier, do Observatório da Côte d’Azur. "Algo precisa de acontecer que reduza a velocidade dos ventos nos objetos mais quentes".”

Esse “algo”, defendem os investigadores, muito provavelmente são campos magnéticos - e, a partir da tendência observada, eles conseguiram até inferir a intensidade do campo responsável pelo efeito.

De acordo com a análise, esses Júpiteres quentes deveriam ter campos magnéticos de apenas alguns gauss, aproximadamente comparáveis ao de Júpiter.

Como se trata de uma medição indireta, novas observações podem ser necessárias para confirmar as conclusões da equipa.

Ainda assim, trata-se de um resultado particularmente elegante - e que ilustra o quanto avançámos na compreensão de mundos distantes, ao sair do estudo de características de planetas isolados e avançar para análises estatísticas capazes de revelar padrões.

“"Aqui na Terra, conhecemos a beleza das auroras boreal e austral, quando partículas do Sol atingem o nosso campo magnético e são guiadas para os polos, colidindo com gases na atmosfera e criando exibições coloridas de verde, rosa e roxo", diz a astrónoma Bibiana Prinoth, anteriormente da Universidade de Lund, na Suécia, e atualmente no ESO.”

“"Gosto de imaginar que alguns desses mundos tenham um céu preenchido não só por estrelas, mas por enormes cortinas de luz colorida a dançar sobre um planeta que está metade em dia eterno e metade em noite sem fim".”

A investigação foi publicada na revista Nature Astronomy.