GJ504b, o Planeta Rosa: o JWST revela nuvens de sal

Alguns mundos simplesmente não facilitam a vida dos astrónomos. O GJ504b é um desses casos.

Ele brilha de forma muito ténue ao lado de uma estrela muito mais luminosa, está a 57 anos-luz da Terra e, desde que foi descoberto em 2013, continua a deixar os cientistas em dúvida.

O público passou a chamá-lo de Planeta Rosa porque as primeiras imagens exibiam uma névoa rosada. Só que o apelido é apenas a porta de entrada para um enigma maior.

Esse corpo frio e pouco brilhante pode nem ser um planeta “de verdade”. Com cerca de 25 vezes a massa de Júpiter, ele fica próximo da fronteira pouco nítida entre planetas gigantes e anãs castanhas.

Antigo, frio e difícil de estudar

A maioria dos exoplanetas obtidos por imagem direta é quente - muitas vezes com temperaturas na faixa de aproximadamente 538 a 1.093 °C (1.000 a 2.000 °F).

O GJ504b, por sua vez, é bem mais frio: cerca de 288 °C (550 °F), algo comparável ao calor de um forno a assar pão. Pode parecer muito para padrões humanos, mas, para um objeto desse tipo, é uma temperatura baixa.

“"O Planeta Rosa é o companheiro mais frio já descoberto com instrumentos terrestres", disse Aneesh Baburaj, da Universidade Northwestern, que liderou o estudo.”

“"Muitas equipas em todo o mundo fizeram observações de acompanhamento para estudar a sua luz, mas ele era ténue demais para instrumentos terrestres. Isso fez dele um alvo perfeito para o JWST."”

“"Quando finalmente obtivemos o seu espectro, ele logo pareceu interessante. Mas, assim que começámos a aprofundar a análise dos dados, percebemos que não era como nada que já tivéssemos analisado antes."”

O Webb enxerga o que a Terra não conseguia

Durante anos, nem alguns dos maiores telescópios do mundo conseguiram extrair detalhes suficientes da luz do GJ504b. O objeto era fraco demais - e a estrela hospedeira, brilhante demais.

“"No passado, outros astrónomos observaram o companheiro durante uma noite inteira com alguns dos maiores telescópios do mundo para obter um espectro", afirmou Baburaj.”

“"E não conseguiram ver o objeto. Com o JWST, toda a nossa observação levou cerca de duas horas, e tivemos sucesso."”

A equipa conseguiu registar o espectro do objeto, que decompõe a luz nas suas cores. Essas cores carregam “impressões digitais” químicas.

Na atmosfera do GJ504b, os investigadores identificaram vapor de água, metano, dióxido de carbono, amónia e outras moléculas.

A pista estava nas nuvens

Os primeiros modelos não fechavam. A atmosfera parecia exigir características estranhas - coisas que, do ponto de vista físico, não deveriam existir.

“"Fizemos simulações com nuvens, e os resultados ficaram alinhados com o que sabemos sobre planetas frios", disse Baburaj.”

“"Testámos três tipos diferentes de nuvens, e as nuvens de sal foram as que melhor se ajustaram."”

“"Quando levámos em conta nuvens de sal, isso atenuou a assinatura de moléculas escondidas em camadas mais profundas da atmosfera do companheiro. Aí, os resultados passaram a ser fisicamente possíveis."”

Há mais de 15 anos, cientistas já previam a existência de nuvens de sal em atmosferas frias. Agora, o Webb forneceu algumas das primeiras evidências diretas desse fenómeno.

Olhar para além dos exoplanetas quentes

Por muito tempo, os astrónomos aprenderam mais sobre exoplanetas grandes e quentes porque eles são mais fáceis de detetar e de estudar.

Mundos mais frios trazem uma dificuldade muito maior, pois emitem menos luz.

O Telescópio Espacial James Webb está a mudar esse cenário. Com a sua sensibilidade, os investigadores conseguem examinar objetos que antes estavam fora de alcance, abrindo uma nova janela para compreender as atmosferas de corpos planetários mais antigos e mais frios.

Um objeto estranho com um futuro nublado

A estimativa é que o GJ504b tenha entre 2,5 bilhões e 4 bilhões de anos. Planetas gigantes nascem quentes e arrefecem com o tempo, o que ajuda a explicar a sua baixa temperatura atual.

O espectro também indica que o GJ504b é invulgarmente rico em elementos pesados - o que, em astronomia, costuma ser chamado de “metais”.

Ainda assim, ninguém sabe ao certo como ele se formou. É possível que tenha surgido como um planeta, acumulando material em torno de uma estrela jovem. Ou, em alternativa, pode ter-se formado de maneira mais semelhante a uma estrela pequena.

“"Esta é a primeira vez que descobrimos que nuvens de sal são fundamentais para explicar o espectro de um objeto", disse Baburaj. "É um bom lembrete para considerar nuvens nos nossos modelos."”

Mundos frios e pouco brilhantes são difíceis de estudar, mas podem guardar algumas das pistas mais úteis sobre como os planetas envelhecem, arrefecem e se transformam ao longo do tempo.

O estudo completo foi publicado na revista O Jornal Astronómico.

Crédito da imagem: NASA/ Centro de Voo Espacial Goddard