Este planeta que parece um Júpiter quente está tão perto de sua estrela hospedeira que as forças gravitacionais estão distorcendo-o em uma forma de bola de futebol americano. Não apenas isso, suas temperaturas são tão extremas que gases ​​de metais pesados estão escapando da atmosfera do exoplaneta para o espaço – um fenômeno nunca antes visto até agora.

Gases de ferro e magnésio estão escapando da atmosfera do WASP-121b, um Júpiter quente localizado a cerca de 880 anos-luz da Terra, de acordo com uma nova pesquisa publicada hoje no Astronomical Journal.

O WASP-121b possui uma massa de cerca de 1,8 vezes a de Júpiter, e está muito próximo de sua estrela hospedeira, exigindo apenas 1.275 dias para fazer uma órbita completa. A essa distância, as forças gravitacionais são tão intensas que o WASP-121b está prestes a ser dilacerado. E isso não é só forma de falar; este planeta está perigosamente perto de experimentar um evento de ruptura por forças de marés (TDEs, em inglês), ponto em que o planeta entraria em colapso. Consequentemente, o planeta está distorcido, com a aparência de uma bola de futebol americano.

Ilustração do WASP-121b. Imagem: Telescópio Espacial Hubble

“A maneira mais fácil de entender é como as marés oceânicas na Terra”, disse David Sing, principal autor do novo estudo e astrônomo da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, ao Gizmodo. “No nosso caso, a gravidade da Lua puxa os oceanos, então o oceano mais próximo ao nosso satélite natural se projeta em direção à Lua, que é a maré alta. Da mesma forma, a gravidade é mais fraca no lado oposto da Terra da Lua, de modo que o oceano não é puxado tão fortemente que também cria uma protuberância no lado oposto da Terra. Assim, o sistema da Terra-Oceano se torna distorcido e um pouco ‘moldado em futebol’”, disse ele.

Uma coisa semelhante está acontecendo no WASP-121b – mas em uma escala mais ampla. Sing disse que a parte do planeta mais próxima da estrela é cerca de 10% maior do que normalmente seria.

Ao mesmo tempo, a radiação intensa da estrela hospedeira está aquecendo a atmosfera superior do WASP-121b a temperaturas superiores a 2.200 Kelvin (cerca de 1.927 graus Celsius). Uma pesquisa do ano passado mostrou que o WASP-121b é tão quente que as moléculas de água na atmosfera estão sendo quebradas.

No novo estudo, Sing e seus colegas mostraram que o calor excessivo na atmosfera superior também está fazendo com que os gases de metais pesados se afastem do WASP-121b. A nova pesquisa é a primeira a demonstrar esse fenômeno, no qual o ferro e o magnésio da baixa atmosfera fluem para a atmosfera superior, onde permanecem na forma gasosa devido às altas temperaturas. A partir daí, eles escapam para o espaço, aderindo-se a gases mais leves de hidrogênio e hélio, de acordo com o novo estudo.

“Já houve metais pesados ​​encontrados em exoplanetas antes, e também sabemos que eles têm atmosferas que escapam”, disse Sing ao Gizmodo. “No entanto, a maioria das previsões não incluiu metais pesados ​​em seus modelos e foi uma grande surpresa encontrá-los em altitudes tão elevadas”.

Sing e seus colegas fizeram as observações usando o instrumento Imaging Spectrograph no Telescópio Espacial Hubble. Os pesquisadores detectaram os espectros de magnésio e ferro em quase ultravioleta quando o exoplaneta passou na frente de sua estrela hospedeira a partir de nossa perspectiva aqui na Terra, uma técnica de observação conhecida como o método de trânsito. Dadas as condições extremas do WASP-121b, os cientistas estavam tentando ver se a fuga de gases de metais pesados era realmente possível.

“Achamos que tínhamos a chance de ver elementos mais pesados ​​escapando. É tão quente e tão favorável para observar, é a melhor chance de encontrar a presença de metais pesados​​”, observou Sing em um comunicado de imprensa do Hubble. “Nós estávamos procurando principalmente magnésio, mas havia indícios de ferro nas atmosferas de outros exoplanetas”, ao que ele acrescentou: “Os metais pesados ​​estão escapando em parte porque o planeta é tão grande e inchado que sua gravidade é relativamente fraca. Este é um planeta sendo ativamente expelido de sua atmosfera”.

Durante a análise, Sing e seus colegas tiveram que garantir que a estrela hospedeira não estivesse contaminando suas leituras. Felizmente, eles tiveram acesso a dados da missão da NASA TESS, que “nos deu boas restrições sobre quão ativa a estrela é, o que ajudou a descartar a atividade estelar como um possível sinal”, disse Sing ao Gizmodo.

Quanto ao destino do WASP-121b, Sing disse que o planeta está condenado; eventualmente, este Júpiter quente será despedaçado por sua estrela hospedeira.

“As estimativas atuais indicam que isso deve ocorrer daqui a cerca de 10 milhões de anos ou mais, o que em termos de astronomia não é muito”, disse Sing. “Na próxima década, os astrônomos esperam detectar ativamente a órbita do planeta lentamente decaindo, quando teremos uma ideia melhor de seu verdadeiro destino”.