O Telescópio Espacial James Webb identificou uma atmosfera espessa ao redor do exoplaneta TOI-561 b, que possui um oceano global de magma em sua superfície. A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters. Os cientistas descobriram que esta super-Terra apresenta temperatura diurna muito inferior ao esperado para um planeta rochoso sem camada atmosférica.
A equipe de pesquisadores utilizou o instrumento NIRSpec do telescópio para medir a temperatura do lado diurno do planeta. Isso com base em seu brilho no infravermelho próximo. As observações contradizem a teoria de que planetas relativamente pequenos muito próximos de suas estrelas não conseguiriam manter atmosferas.
A investigação começou devido à densidade anormalmente baixa do TOI-561 b, incompatível com o esperado para um planeta de composição semelhante à Terra. Os cientistas inicialmente consideraram que o planeta poderia ter um núcleo de ferro menor e um manto de rochas menos densas que as terrestres, mas os novos dados indicam a presença de uma camada gasosa substancial.
O exoplaneta possui raio aproximadamente 1,4 vezes maior que o da Terra e pertence a uma rara categoria conhecida como exoplanetas de período ultra-curto. Ele completa uma órbita em menos de 11 horas.
TOI-561 b orbita sua estrela a menos de um 1,6 milhão de km de distância, o equivalente a um quadragésimo da separação entre Mercúrio e o Sol. A estrela hospedeira é apenas ligeiramente menor e mais fria que o Sol.
As medições do Webb mostraram que a temperatura do lado diurno do planeta é de aproximadamente 1.800 graus Celsius. Ou seja, consideravelmente mais baixa que os 2.700 graus Celsius esperados para uma rocha sem atmosfera. Esta diferença de 900 graus é um forte indicativo da presença de uma atmosfera densa.
Mundo de lava
A descoberta ocorreu após mais de 37 horas de observações contínuas, durante as quais o TOI-561 b completou quase quatro órbitas completas ao redor de sua estrela.
“O que realmente diferencia este planeta é sua densidade anormalmente baixa”, afirmou Johanna Teske, cientista do Laboratório de Terra e Planetas da Carnegie Science e autora principal do estudo. “Não é um super-fofo, mas é menos denso do que você esperaria se tivesse uma composição semelhante à da Terra.”
“Realmente precisamos de uma atmosfera espessa rica em voláteis para explicar todas as observações”, disse Anjali Piette, coautora da Universidade de Birmingham, Reino Unido.
Os cientistas ainda não determinaram a composição exata dessa atmosfera ou como ela consegue persistir em condições tão extremas. A equipe está analisando o conjunto completo de dados para mapear a temperatura em toda a extensão do planeta e determinar com maior precisão a composição atmosférica.
“Acreditamos que existe um equilíbrio entre o oceano de magma e a atmosfera. Ao mesmo tempo em que os gases estão saindo do planeta para alimentar a atmosfera, o oceano de magma está sugando-os de volta para o interior”, explicou Tim Lichtenberg, coautor da Universidade de Groningen, nos Países Baixos. “Este planeta deve ser muito, muito mais rico em voláteis que a Terra para explicar as observações. É realmente como uma bola de lava úmida.”
A partir desta descoberta, os pesquisadores continuarão estudando o TOI-561 b para compreender melhor a interação entre sua atmosfera e o oceano de magma, bem como os mecanismos que permitem a manutenção dessa camada gasosa em um ambiente tão hostil.
“O que é realmente empolgante é que este novo conjunto de dados está abrindo ainda mais questões do que respondendo”, destacou Teske.
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