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Atmosfera de exoplaneta tem água brilhando em infravermelho

Isso é sinal de que WASP-121b tem uma estratosfera – algo que só havia sido encontrado antes dentro do Sistema Solar

Às vezes, o universo dá pequenas surpresas aos astrônomos. É o caso de EBLM J0555-57Ab, uma estrela do tamanho de Saturno, com só 8,1% da massa do Sol. Às vezes, por outro lado, a surpresa é enorme. É o caso de WASP-121b, um gigante gasoso 1,9 vezes maior e com 1,2 vezes mais massa que Júpiter. Ele é o único exoplaneta com estratosfera já encontrado – uma característica que o torna muito especial. A descoberta é da equipe do astrônomo Thomas Evans, da Universidade de Exeter, na Inglaterra, e foi publicada na Nature.

A estratosfera, começando a contar do chão, é a segunda das quatro camadas que formam nossa atmosfera. É a região mais movimentada do céu, onde os aviões de passageiros passam a maior parte do voo.

Para quem vê da janelinha, a estratosfera parece só uma porção de ar rarefeito. Mas ela tem uma característica especial: se você pendurar um termômetro em um balão e deixar ele subir, percorrendo-a de ponta a ponta, a temperatura registrada irá aumentar em vez de diminuir com o passar do tempo.

É contraintuitivo: se no chão faz 20ºC  e no vácuo, – 270ºC, tudo que sobe rumo ao espaço deveria esfriar, e não esquentar. A explicação dessa inversão, na Terra, é o ozônio, que fica na metade mais alta da estratosfera e retém parte da radiação ultravermelha emitida pelo Sol – aumentando a própria temperatura no processo.

Ninguém sabe qual substância está cumprindo a função de ozônio em WASP-121b. Segundo os pesquisadores, pode ser óxido de titânio ou de vanádio, mas é difícil confirmar de tão longe. Quem possibilitou a descoberta foi o Hubble, que já é quase um trintão em órbita, mas vê coisas que o ser humano não pode ver.

O telescópio detectou que as moléculas de água das camadas mais externas do planeta liberam radiação infravermelha (ou seja, “brilham”, ainda que nós não possamos ver esse brilho). Essa é uma característica curiosa por si só, mas também foi o sinal que permitiu deduzir a existência de uma estratosfera em seu entorno. 

A luz de uma estrela é capaz de penetrar fundo na atmosfera de um gigante gasoso, aumentando a temperatura do gás em seu interior. Esse calor, então, é devolvido para o espaço em forma de radiação infravermelha. Quando, no caminho de volta para a parte de fora do planeta, essas ondas invisíveis encontram água, a água absorve parte delas, esquentando um pouco e impedindo que escapem de volta para o vácuo. Por outro lado, se a água já estiver quente de antemão (o que acontece em uma estratosfera), ela vai simplesmente brilhar no mesmo comprimento de onda – foi o que aconteceu em WASP-121b.

Seja como for, é bom lembrar que essa é a única semelhança do gigante gasoso com a Terra. O planeta, a 900 anos-luz de nós, obviamente não é habitável – primeiro, é claro, porque não tem superfície, mas principalmente porque sua temperatura alcança 2,5 mil ºC. A principal utilidade da descoberta é criar modelos que poderão ser aplicados às atmosferas de futuros achados.

“Esse resultado é animador porque mostra que um traço comum nas atmosferas do nosso Sistema Solar – uma atmosfera aquecida – também pode ser encontrada nas atmosferas de exoplanetas”, afirmou Mark Marley, pesquisador da Nasa e um dos coautores. “Agora nós podemos comparar processos que ocorrem em atmosferas de exoplanetas com os mesmos processos que ocorrem sob condições diferentes no nosso próprio sistema estelar.”