Webb observou nuvens de areia matinais em um Júpiter quente, que desaparecem ao anoitecer.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA capturou o primeiro ciclo climático diurno da história no exoplaneta WASP-94Ab. Nesse gigante gasoso, o céu da manhã é obscurecido por nuvens de silicato de magnésio vaporizado — o mineral que compõe a areia na Terra —, mas essas nuvens se dissipam ao pôr do sol. O céu claro ao entardecer permitiu aos astrônomos obter os primeiros dados não distorcidos sobre a composição química da atmosfera desse Júpiter quente — um termo usado para descrever gigantes gasosos que orbitam muito perto de sua estrela e atingem temperaturas extremamente altas.

Fonte da imagem: Hannah Robbins / Universidade Johns Hopkins

WASP-94Ab está localizado a aproximadamente 690 anos-luz da Terra e orbita uma de suas duas estrelas. O planeta é 1,7 vezes maior que Júpiter, mas muito mais próximo de sua estrela — apenas 8,2 milhões de km — completando uma órbita completa a cada quatro dias e aquecendo a mais de 1.200 °C. Nessa temperatura, suas nuvens não são compostas de vapor d’água, mas de metais e rochas vaporizados — essencialmente tempestades de poeira voláteis.

Determinar a composição química de Júpiteres quentes era anteriormente dificultado por sua densa cobertura de nuvens. O professor David Sing, da Universidade Johns Hopkins, que liderou o estudo, comparou o problema a tentar “ver um planeta através de uma janela embaçada”. Sua equipe se propôs a determinar se esses mundos estão envoltos em nuvens 24 horas por dia, 7 dias por semana. Os astrônomos observaram o trânsito de WASP-94Ab — o momento em que um planeta passa pelo disco da estrela. Neste momento, a luz das estrelas penetra na atmosfera do planeta e vários gases a absorvem em diferentes comprimentos de onda — usando essa “impressão digital”, os cientistas determinam a composição da atmosfera. O método permitiu que eles examinassem separadamente as duas bordas do disco de WASP-94Ab durante o trânsito: as bordas “matutina” e “vespertina”.

Na borda onde ocorre o “jerney” (jerney) e o ar flui do lado noturno para o lado diurno, foi detectada uma abundância de nuvens de silicato de magnésio. Na borda “vespertina”, as nuvens desapareceram, revelando uma atmosfera dominada por hidrogênio. Anteriormente, o Telescópio Espacial Hubble não conseguia separar os sinais das duas bordas, fazendo parecer que WASP-94Ab continha centenas de vezes mais oxigênio e carbono do que Júpiter. Isso parecia improvável para um gigante gasoso. O Telescópio Espacial James Webb eliminou a influência das nuvens e mostrou que…O teor de oxigênio e carbono é apenas cinco vezes maior que o de Júpiter. A composição de WASP-94Ab revelou-se bastante comum.

Por que as nuvens se dissipam à noite? Singh e seus colegas propuseram duas explicações. O exoplaneta WASP-94Ab está em rotação sincronizada: ele sempre está voltado para a estrela com o mesmo lado, assim como a Lua está sempre voltada para a Terra com o mesmo hemisfério. Ventos fortes na fronteira entre o dia e a noite podem elevar o silicato de magnésio para as camadas mais altas da atmosfera, onde ele forma nuvens sobre o hemisfério noturno. Os ventos transportam essas nuvens para o lado diurno, onde elas descem para camadas mais profundas da atmosfera e se tornam invisíveis, e então o ciclo se repete. Outra teoria é que as nuvens são semelhantes à neblina matinal na Terra: durante o dia, elas se dissipam em uma atmosfera aquecida acima de 1.200 °C.

A equipe continuou suas observações e descobriu um ciclo de nuvens semelhante em mais dois Júpiteres quentes — WASP-17b e WASP-39b. O próximo passo é expandir a busca para incluir mundos mais diversos. Entre eles está um gigante gasoso em uma órbita altamente elíptica, que se move alternadamente em direção à zona habitável da estrela, onde as temperaturas permitem a existência de água líquida, e depois se aproxima dela. Mudanças bruscas de temperatura em tal órbita podem gerar eventos climáticos intensos, que o James Webb é capaz de capturar. Os resultados foram publicados na revista Science em 21 de maio.