Sinais potenciais do “efeito glória” semelhante ao arco-íris foram detectados em um planeta fora do nosso sistema solar. Glória são anéis concêntricos coloridos de luz que ocorrem apenas sob condições peculiares.



Dados do sensível satélite de caracterização ExOplanet da ESA, Cheops, juntamente com várias outras missões da ESA e da NASA, sugerem que este delicado fenómeno está a irradiar diretamente para a Terra a partir da atmosfera infernal do gigante gasoso ultraquente WASP-76b, a 637 anos-luz de distância.

Visto frequentemente na Terra, o efeito só foi encontrado uma vez noutro planeta, Vénus. Se confirmada, esta primeira glória extra-solar revelará mais sobre a natureza deste exoplaneta intrigante, com lições emocionantes sobre como compreender melhor mundos estranhos e distantes.

Dados de Quéops e seus amigos sugerem que entre o calor e a luz insuportáveis ​​da face iluminada pelo sol do exoplaneta WASP-76b e a noite interminável de seu lado escuro, pode estar a primeira “glória” extra-solar. O efeito, semelhante a um arco-íris, ocorre quando a luz é refletida em nuvens compostas por uma substância perfeitamente uniforme, mas até agora desconhecida.

“Há uma razão pela qual nenhuma glória foi vista antes fora do nosso sistema solar – requer condições muito peculiares”, explica Olivier Demangeon, astrónomo do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço) em Portugal e autor principal do o estudo.

"Primeiro, você precisa de partículas atmosféricas que sejam quase perfeitamente esféricas, completamente uniformes e estáveis ​​o suficiente para serem observadas por um longo tempo. A estrela próxima do planeta precisa brilhar diretamente para ele, com o observador - aqui Quéops - exatamente no orientação correta."

Se confirmada, esta primeira glória exoplanetária forneceria uma bela ferramenta para compreender mais sobre o planeta e a estrela que o formou.

“O que é importante ter em mente é a incrível escala do que estamos a testemunhar”, explica Matthew Standing, investigador da ESA que estuda exoplanetas.

"WASP-76b está a várias centenas de anos-luz de distância - um planeta gigante gasoso intensamente quente onde provavelmente chove ferro derretido. Apesar do caos, parece que detectamos os sinais potenciais de uma glória. É um sinal incrivelmente fraco."

Este resultado demonstra o poder da missão Cheops da ESA para detectar fenómenos subtis e nunca antes vistos em mundos distantes.

Um planeta infernal com membros tortos

WASP-76b é um planeta ultraquente semelhante a Júpiter. Embora seja 10% menos massivo que o nosso primo listrado, tem quase o dobro do seu tamanho. Orbitando firmemente a sua estrela hospedeira doze vezes mais perto do que o chamuscado Mercúrio orbita o nosso Sol, o exoplaneta é "inchado" por radiação intensa.

Desde a sua descoberta em 2013, o WASP-76b tem estado sob intenso escrutínio e surgiu um quadro bizarramente infernal. Um lado do planeta está sempre voltado para o Sol, atingindo temperaturas de 2.400°C. Aqui, os elementos que formariam rochas na Terra derretem e evaporam, apenas para se condensarem no lado noturno ligeiramente mais frio, criando nuvens de ferro que pingam chuva de ferro derretido.

Mas os cientistas têm ficado intrigados com uma aparente assimetria, ou instabilidade, nos “membros” de WASP-76b – as suas regiões mais exteriores vistas quando passa em frente da sua estrela hospedeira.

Dados de diferentes missões da ESA e da NASA, incluindo TESS, Hubble e Spitzer, também foram analisados ​​neste estudo revelador, mas foi quando o Cheops da ESA e o TESS da NASA trabalharam juntos que indícios do fenómeno da glória começaram a aparecer.

Quéops monitorou intensamente o WASP-76b enquanto ele passava na frente e ao redor de sua estrela semelhante ao Sol. Após 23 observações ao longo de três anos, os dados mostraram um aumento surpreendente na quantidade de luz proveniente do “terminador” oriental do planeta – a fronteira onde a noite encontra o dia. Isso permitiu aos cientistas desembaraçar e restringir a origem do sinal.

“Esta é a primeira vez que uma mudança tão acentuada foi detectada no brilho de um exoplaneta, na sua ‘curva de fase’”, explica Olivier.

"Esta descoberta leva-nos a levantar a hipótese de que este brilho inesperado pode ser causado por uma reflexão forte, localizada e anisotrópica (dependente da direção) - o efeito glória."

Aproveitando a glória refletida do WASP-76b

Embora o efeito de glória crie padrões semelhantes aos do arco-íris, os dois não são iguais. Os arco-íris formam-se à medida que a luz solar passa através de um meio com uma certa densidade para um meio com uma densidade diferente – por exemplo, do ar para a água – o que faz com que o seu caminho se dobre (refrate). Diferentes comprimentos de onda são curvados em quantidades diferentes, fazendo com que a luz branca se divida em várias cores e criando o familiar arco redondo de um arco-íris.

As glórias, entretanto, são formadas quando a luz passa entre uma abertura estreita, por exemplo, entre gotículas de água em nuvens ou neblina. Novamente, o caminho da luz é curvado (neste caso, difratado), na maioria das vezes criando anéis concêntricos de cor, com a interferência entre as ondas de luz criando padrões de anéis brilhantes e escuros.

O que significaria a primeira glória distante

A confirmação do efeito glória significaria a presença de nuvens formadas por gotículas perfeitamente esféricas, que duraram pelo menos três anos ou estão sendo constantemente reabastecidas. Para que tais nuvens persistam, a temperatura da atmosfera também precisaria de ser estável ao longo do tempo – uma visão fascinante e detalhada do que poderia estar a acontecer em WASP-76b.

É importante ressaltar que ser capaz de detectar essas maravilhas tão distantes ensinará aos cientistas e engenheiros como detectar outros fenômenos difíceis de ver, mas críticos. Por exemplo, a luz solar refletida em lagos e oceanos líquidos – um requisito para a habitabilidade.

Prova gloriosa no horizonte

"São necessárias mais provas para dizer conclusivamente que esta intrigante 'luz extra' é uma glória rara," explica Theresa Lüftinger, Cientista do Projecto da próxima missão Ariel da ESA.

"Observações de acompanhamento do instrumento NIRSPEC a bordo do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA poderiam fazer exatamente o trabalho. Ou a próxima missão Ariel da ESA poderia provar a sua presença. Poderíamos até encontrar cores mais gloriosamente reveladoras brilhando em outros exoplanetas."

Olivier conclui:"Estive envolvido na primeira detecção de luz assimétrica vinda deste planeta estranho - e desde então estou muito curioso sobre a causa. Demorei algum tempo para chegar aqui, com momentos em que me perguntei:'Por que você está insistindo nisso? Talvez seja melhor fazer outra coisa com seu tempo. Mas quando esse recurso apareceu nos dados, foi um sentimento muito especial – uma satisfação particular que não acontece todos os dias.”

A pesquisa é publicada na revista Astronomy &Astrophysics .

Mais informações: ODS Demangeon et al, Assimetria na atmosfera superior do ultraquente Júpiter WASP-76 b, Astronomia e Astrofísica (2024). doi.org/10.1051/0004-6361/202348270
Informações do diário: Astronomia e Astrofísica

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