Os astrônomos documentaram um ciclo bizarro de destruição e renascimento molecular em um exoplaneta ultra-quente, semelhante a Júpiter, onde a temperatura da superfície excede 4.280 graus Celsius.
Originalmente descoberto em 2017, o KELT-9b tem a dúbia distinção de ser o exoplaneta mais quente da galáxia. Este planeta ultra-quente está localizado a 670 anos-luz da Terra, é cerca de 2,8 vezes mais massivo que Júpiter, e requer apenas 1,5 dias para concluir uma única rotação de sua estrela hospedeira.
O KELT-9b possui uma rotação sincronizada, o que significa que ele tem um lado que perpetuamente fica de frente para sua estrela hospedeira, semelhante à maneira como o lado próximo da Lua está sempre de frente para a Terra. Uma nova pesquisa publicada no The Astrophysical Journal Letters apresenta evidências mostrando que as moléculas de hidrogênio no lado virado para estrela do KELT-9b estão se desintegrando por causa do calor extremo. Os pedaços subsequentes de hidrogênio destruído são eventualmente transportados para o lado mais frio do exoplaneta, onde se formam novamente e fluem de volta para o lado quente, e o ciclo se repete, de acordo com a pesquisa.
O novo artigo, liderado pela cientista planetária Megan Mansfield, uma estudante de graduação da Universidade de Chicago, também confirma o KELT-9b como o exoplaneta mais quente da galáxia. As temperaturas durante o dia do exoplaneta podem chegar a 4.566 Kelvin (4.293 graus Celsius), enquanto o lado escuro mais frio fica em torno de 2.556 Kelvin (2.283 graus Celsius).
Para mapear essas temperaturas, Mansfield e seus colegas usaram o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, que logo será aposentado, que usa luz infravermelha para detectar as menores flutuações de calor em objetos distantes. Os dados do Spitzer permitiram à equipe criar um perfil de temperatura do KELT-9b, que foi observado com o método de trânsito (quando um exoplaneta distante passa na frente de sua estrela hospedeira da nossa perspectiva na Terra).
Várias observações do KELT-9b revelaram temperaturas em ambas as metades do planeta, à medida que ele rotacionava à vista. Curiosamente, os cientistas notaram que as diferenças de temperatura entre o dia e a noite não eram tão grandes quanto o esperado, apontando para algum tipo de troca atmosférica ou fluxo de calor entre os dois lados.
Animação mostrando o KELT-9b em órbita ao redor de sua estrela hospedeira. Radiação intensa está causando vazamento da atmosfera do exoplaneta no espaço. Imagem: NASA – NASA/JPL-Caltech
Para entender como os gases atmosféricos e o calor fluíam ao redor do exoplaneta, os pesquisadores se voltaram para os modelos de computador. Isso permitiu a Mansfield e sua equipe observar o comportamento atmosférico sob diferentes condições. Por fim, o melhor modelo envolveu a desintegração e reformação das moléculas de hidrogênio, ou a “dissociação e recombinação”, conforme os cientistas descreveram o fenômeno.
Este último estudo nos lembra um exoplaneta semelhante, o WASP 121b. Mas, em vez de destruir seu hidrogênio, esse Júpiter quente está destruindo sua água.
De fato, embora o KELT-9b represente um caso extremo, os pesquisadores têm razões para acreditar que esse processo pode estar acontecendo em outro lugar, mesmo em exoplanetas um pouco mais frios.
“Esse tipo de planeta é tão extremo em temperatura que é um pouco separado de muitos outros exoplanetas”, disse Mansfield em um comunicado de imprensa da NASA. “Existem outros Júpiteres quentes e Júpiteres ultra-quentes que não são tão quentes, mas ainda são quentes o suficiente para que esse efeito ocorra”.
Estranhamente, o ponto mais quente do KELT-9b não parecia ser estático; ele deslocou-se ligeiramente pela esfera. Em seu artigo, os cientistas disseram que não entendem completamente por que isso ocorre, mas que “efeitos magnéticos na atmosfera altamente ionizada do planeta” podem ser a razão. Pesquisas futuras serão necessárias para descobrir o que realmente está acontecendo.