James Webb captura uma nuvem gigante de hélio saindo de um planeta inchado

As atmosferas planetárias nem sempre permanecem intactas. Até a Terra perde constantemente uma pequena quantidade de material para o espaço, libertando um pouco mais de 3 kg de gás por segundo (principalmente hidrogénio). Esta perda contínua, conhecida como “fuga atmosférica”, é especialmente relevante para planetas que orbitam extremamente perto das suas estrelas. O intenso calor que experimentam pode provocar saídas dramáticas de gás, tornando o fenómeno um factor-chave na transformação a longo prazo de tais mundos.

A primeira detecção de hélio de Webb em um exoplaneta

Usando o Telescópio Espacial James Webb, pesquisadores da UNIGE e de universidades em McGill, Chicago e Montreal observaram amplos fluxos de hélio saindo de WASP-107b. O planeta fica a mais de 210 anos-luz do nosso sistema solar. Isto marca a primeira vez que o JWST detecta este elemento num exoplaneta, permitindo aos cientistas examinar os gases que escapam com muito mais detalhe do que antes.

Um mundo super-puff profundamente inflado

WASP-107b, descoberto em 2017, orbita a sua estrela a uma distância muito menor do que a órbita de Mercúrio em torno do Sol. Embora seja semelhante em tamanho a Júpiter, contém apenas cerca de um décimo da massa de Júpiter. Esta densidade extremamente baixa coloca-o na categoria de planetas “super-puff”, que são conhecidos pelo seu grande tamanho e composição invulgarmente leve.

O hélio que escapa origina-se da extensa atmosfera superior do planeta, conhecida como “exosfera”. Esta nuvem é tão grande que começa a diminuir a luz da estrela antes mesmo de o próprio planeta passar à sua frente. “Os nossos modelos de fuga atmosférica confirmam a presença de fluxos de hélio, tanto à frente como atrás do planeta, estendendo-se na direção do seu movimento orbital até quase dez vezes o raio do planeta,” afirma Yann Carteret, estudante de doutoramento no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e coautor do estudo.

Assinaturas Químicas Revelam o Passado do Planeta

Junto com o hélio, os pesquisadores identificaram água e vários compostos químicos (incluindo monóxido de carbono, dióxido de carbono e amônia) na atmosfera do WASP-107b. Eles também não encontraram metano detectável, embora o JWST seja capaz de identificá-lo. Estes resultados ajudam os cientistas a reconstruir a história inicial do planeta. As evidências sugerem que o WASP-107b se formou originalmente longe de sua localização atual antes de migrar para dentro. Esta mudança para dentro poderia explicar tanto a sua atmosfera inchada como a perda significativa de gás observada hoje.

As descobertas servem como uma referência fundamental para a compreensão de como os mundos distantes mudam ao longo do tempo. “A observação e modelação do escape atmosférico é uma importante área de investigação no Departamento de Astronomia da UNIGE porque se pensa que é responsável por algumas das características observadas na população de exoplanetas,” explica Vincent Bourrier, professor sénior e investigador no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e co-autor do estudo.

“Na Terra, a fuga atmosférica é demasiado fraca para influenciar drasticamente o nosso planeta. Mas seria responsável pela ausência de água no nosso vizinho próximo, Vénus. É, portanto, essencial compreender completamente os mecanismos que funcionam neste fenómeno, que poderá erodir a atmosfera de certos exoplanetas rochosos,” conclui.