Um estudo recente publicado no The Astrophysical Journal Letters usou dados obtidos pelo Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do Telescópio Espacial James Webb (JWST) para identificar a presença de nanocristais de quartzo na atmosfera superior de WASP-17 b, um exoplaneta cuja massa e o raio é aproximadamente 0,78 e 1,87 o de Júpiter, respectivamente, e está localizado a aproximadamente 1.324 anos-luz da Terra.
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WASP-17 b é classificado como um Júpiter quente “inchado” devido ao seu período orbital de 3,7 dias, o que significa que as temperaturas extremas podem causar a ocorrência de processos químicos únicos em sua atmosfera, mas os astrônomos ainda ficaram surpresos com as descobertas.
“Ficamos emocionados!” disse o Dr. David Grant, pesquisador da Universidade de Bristol, no Reino Unido, e principal autor do estudo, que é composto por mais de três dezenas de coautores.
“Sabíamos, pelas observações do Hubble, que devia haver aerossóis – pequenas partículas que constituem nuvens ou neblina – na atmosfera de WASP-17 b, mas não esperávamos que fossem feitos de quartzo.”
O que torna esta descoberta única é que tradicionalmente se descobriu que os exoplanetas possuem silicatos ricos em magnésio, como piroxênio ou olivina, mas a descoberta de apenas quartzo na atmosfera de um exoplaneta pelo MIRI do Telescópio James Webb poderia fornecer novos insights sobre a formação e evolução das nuvens de exoplanetas e suas respectivas atmosferas.
Além disso, embora a forma destes cristais de quartzo possa imitar os encontrados na Terra, o seu tamanho é surpreendentemente diferente, com apenas 10 nanômetros de diâmetro, ou um milionésimo de centímetro.
Para fins de contexto, o cristal de quartzo médio na Terra tem alguns centímetros (polegadas) de diâmetro, com o maior cristal de quartzo único documentado tendo 6,1 metros por 1,5 metros (20 pés por 4,9 pés por 4,9 pés) e pesando 39.916 quilogramas (88.000 libras).
Mas como esses cristais podem se formar na atmosfera do WASP-17 b?
“WASP-17 b é extremamente quente – cerca de 1.500 graus Celsius (2.700 °F) – e a pressão onde eles se formam no alto da atmosfera é apenas cerca de um milésimo do que experimentamos na superfície da Terra”, disse o Dr. “Nestas condições, os cristais sólidos podem formar-se diretamente a partir do gás, sem passar primeiro pela fase líquida.”
Descoberto em 2009, WASP-17 b é o primeiro exoplaneta encontrado a exibir uma órbita retrógrada, o que significa que orbita na direção oposta à rotação da sua estrela, com um estudo de 2013 identificando água na sua atmosfera e outro estudo encontrando sódio. Devido à sua massa ser menor que a de Júpiter, mas ter um volume sete vezes maior, o WASP-17 b é atualmente classificado como um dos exoplanetas mais inchados já encontrados.
Embora o quartzo tenha sido identificado neste estudo mais recente, a composição atmosférica do WASP-17b reflete os tradicionais planetas gigantes gasosos que existem dentro e fora do nosso Sistema Solar, uma vez que é composto principalmente de hidrogênio e hélio.
WASP-17 b também está bloqueado de forma maré com sua estrela-mãe, o que significa que um lado sempre fica voltado para a estrela. Isso significa que à medida que as nuvens circulam pelo planeta, elas são vaporizadas no lado diurno. No entanto, os astrônomos ainda estão tentando determinar a quantidade de quartzo na atmosfera e a atividade das nuvens.
“As nuvens estão provavelmente presentes ao longo da transição dia/noite (o terminador), que é a região que as nossas observações sondam,” disse o Dr. “Os ventos podem estar movendo essas minúsculas partículas vítreas a milhares de quilômetros por hora.”
Este estudo foi conduzido como parte do programa Webb Guaranteed Time Observation (GTO), designado como GTO 1353, juntamente com WASP-17 b sendo parte de uma investigação maior conhecida como Deep Reconnaissance of Exoplanet Atmospheres using Multi-instrument Spectroscopia (DREAMS) conduzido pela equipe de cientistas do James Webb Telescope, com o objetivo geral de conduzir análises aprofundadas de um exoplaneta em cada classe primária de exoplanetas: um planeta terrestre temperado (TRAPPIST-1 e, GTO 1331), um Netuno quente (HAT-P -26 b, GTO 1312) e Júpiter quente (WASP-17 b, GTO 1353).
Como é que estes cristais de quartzo nos ensinarão sobre a formação e evolução das atmosferas exoplanetárias nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
