Um grupo internacional de pesquisadores, incluindo astrônomos da Universidade de Genebra (UNIGE) e do Centro Nacional de Competência em Pesquisa PlanetS, detectou enormes nuvens de hélio se afastando do exoplaneta WASP-107b. A equipe obteve essas observações com o Telescópio Espacial James Webb e as analisou usando ferramentas de modelagem criadas na UNIGE. Os resultados, publicados na Nature Astronomy, oferecem importantes insights sobre a fuga atmosférica, um processo que desempenha um papel central na evolução dos planetas e no desenvolvimento de suas características observáveis.
As atmosferas planetárias nem sempre permanecem intactas. Mesmo a Terra perde constantemente uma pequena quantidade de material para o espaço, liberando um pouco mais de 3 kg de gás a cada segundo (principalmente hidrogênio). Essa perda contínua, conhecida como “fuga atmosférica”, é especialmente relevante para planetas que orbitam extremamente próximos de suas estrelas. O intenso calor que eles experienciam pode causar fluxos dramáticos de gás, tornando esse fenômeno um fator-chave na transformação de longo prazo de tais mundos.
Primeira Detecção de Hélio pelo Webb em um Exoplaneta
Utilizando o Telescópio Espacial James Webb, pesquisadores da UNIGE e universidades de McGill, Chicago e Montreal observaram amplos fluxos de hélio saindo de WASP-107b. O planeta está situado a mais de 210 anos-luz do nosso sistema solar. Esta é a primeira vez que o JWST detecta esse elemento em um exoplaneta, permitindo que os cientistas examinem os gases que escapam com muito mais detalhe do que antes.
Um Mundo Super-Puft Inflado
WASP-107b, descoberto em 2017, orbita sua estrela a uma distância muito mais próxima 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. Essa densidade extremamente baixa coloca o planeta na categoria dos “super-pufts”, conhecidos por seu tamanho grande e composição inexplicavelmente leve.
O hélio que está escapando é originado da atmosfera superior do planeta, conhecida como “exosfera”. Esta nuvem é tão grande que começa a obscurecer a luz da estrela mesmo antes que o planeta passe na frente dela. “Nossos modelos de fuga atmosférica confirmam a presença de fluxos de hélio, tanto à frente quanto atrás do planeta, se estendendo na direção de seu movimento orbital a quase dez vezes o raio do planeta,” diz Yann Carteret, um estudante de doutorado no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e coautor do estudo.
Assinaturas Químicas Revelam o Passado do Planeta
Juntamente com o hélio, os pesquisadores identificaram água e vários compostos químicos (incluindo monóxido de carbono, dióxido de carbono e amônia) na atmosfera de WASP-107b. Eles também não encontraram metano detectável, embora o JWST seja capaz de identificá-lo. Esses resultados ajudam os cientistas a reconstruir a história inicial do planeta. Evidências sugerem que WASP-107b se formou originalmente muito longe de sua localização atual antes de migrar para dentro. Essa mudança para mais perto da estrela poderia explicar tanto sua atmosfera dilatada quanto a significativa perda de gás observada atualmente.
As descobertas servem como uma referência chave para entender como mundos distantes mudam ao longo do tempo. “Observar e modelar a fuga atmosférica é uma área de pesquisa importante no Departamento de Astronomia da UNIGE, porque acredita-se que seja responsável por algumas das características observadas na população de exoplanetas,” explica Vincent Bourrier, professor sênior e pesquisador no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e coautor do estudo.
“Na Terra, a fuga atmosférica é muito fraca para influenciar drasticamente nosso planeta. No entanto, seria responsável pela ausência de água em nosso vizinho próximo, Vênus. Portanto, é essencial entender totalmente os mecanismos em ação nesse fenômeno, que poderia erodir a atmosfera de certos exoplanetas rochosos,” conclui.