Cientistas descobrem uma molécula que nunca foi encontrada fora do nosso sistema solar em um planeta com chuva de vidro

ATLANTA – Um exoplaneta do tamanho de Júpiter há muito que intriga os astrónomos com as suas altas temperaturas, ventos fortes e chuva lateral de vidro. Agora, dados do Telescópio Espacial James Webb revelaram outra característica interessante deste planeta conhecido como HD 189733b: cheira a ovo podre.

Os investigadores que estudam a atmosfera do planeta HD 189733b usaram as observações de Webb para detectar vestígios de sulfeto de hidrogénio – um gás incolor que emite um forte odor sulfuroso e nunca antes foi detectado fora do nosso sistema solar. Esta descoberta contribui para melhorar o que se sabe sobre a possível composição dos exoplanetas.

As descobertas, compiladas por uma equipe multiinstitucional, foram publicadas segunda-feira na revista natureza.

Um planeta estranho com clima mortal

Os cientistas descobriram HD 189733b pela primeira vez em 2005 e mais tarde identificaram o planeta gigante gasoso como um “Júpiter quente” – um planeta com uma composição química semelhante a Júpiter, o maior planeta do nosso sistema solar, mas com temperaturas mais elevadas. Localizado a apenas 64 anos-luz da Terra, HD 189733b é o Júpiter quente mais próximo que os astrónomos podem estudar à medida que o planeta passa em frente da sua estrela. Por esta razão, é um dos exoplanetas mais estudados.

“HD 189733 b não é apenas um gigante gasoso, mas também um ‘gigante’ no campo dos exoplanetas porque é um dos primeiros exoplanetas em trânsito já descobertos”, disse o astrofísico da Universidade Johns Hopkins, Guangwei Fu, por e-mail. “É o fulcro de grande parte da nossa compreensão da química e da física atmosférica dos exoplanetas”, acrescentou.

O planeta é cerca de 10% maior que Júpiter, mas é muito mais quente porque está cerca de 13 vezes mais próximo da sua estrela do que Mercúrio está do nosso Sol. Fu disse que o planeta HD 189733b leva apenas dois dias terrestres para completar uma órbita em torno de sua estrela.

Esta proximidade com a estrela dá ao planeta uma temperatura média escaldante de 1.700 graus Fahrenheit e ventos fortes que enviam partículas de silicato semelhantes a vidro chovendo lateralmente das nuvens altas ao redor do planeta a 8.000 quilômetros por hora.

Odor desagradável repentino

Quando os astrónomos decidiram usar o telescópio Webb para estudar o planeta e ver o que a luz infravermelha, que é invisível ao olho humano, poderia revelar na atmosfera de HD 189733b, tiveram uma surpresa.

Fu disse que o sulfeto de hidrogênio está presente em Júpiter e era esperado que fosse encontrado em exoplanetas gigantes gasosos, mas a evidência da existência da molécula permanece indefinida fora do nosso sistema solar.

“O sulfeto de hidrogênio é um dos depósitos mais importantes de enxofre nas atmosferas planetárias”, disse Fu. “As capacidades de alta resolução e infravermelho do telescópio Webb nos permitem detectar sulfeto de hidrogênio pela primeira vez em exoplanetas, o que abre uma nova janela espectroscópica. para estudar a química do enxofre na atmosfera.” “Isso nos ajuda a entender de que são feitos os exoplanetas e como eles surgiram.”

Além disso, a equipe detectou a presença de água, dióxido de carbono e monóxido de carbono na atmosfera do planeta, disse Fu – o que significa que essas moléculas podem ser comuns em outros exoplanetas gigantes gasosos.

Embora os astrónomos não esperem que exista vida no planeta HD 189733b devido às suas altas temperaturas, a descoberta de um bloco de construção como o enxofre num exoplaneta lança luz sobre a formação planetária, disse Fu.

O enxofre é um elemento vital para a construção de moléculas mais complexas e, tal como o carbono, o azoto, o oxigénio e o fosfato, os cientistas precisam de estudá-lo mais profundamente para compreenderem completamente como os planetas se formam e do que são feitos.

– Guangwei Fu, astrofísico

“O enxofre é um elemento vital para a construção de moléculas mais complexas e, tal como o carbono, o azoto, o oxigénio e o fosfato, os cientistas precisam de estudá-lo mais a fundo para compreender completamente como os planetas se formam e do que são feitos”, disse Fu.

Moléculas com odores distintos, como amônia, foram descobertas nas atmosferas de outros exoplanetas.

Mas as capacidades do Webb permitem aos cientistas identificar produtos químicos específicos na atmosfera em torno dos exoplanetas com mais detalhes do que antes.

Metais pesados ​​planetários

No nosso sistema solar, planetas gigantes gelados como Netuno e Urano, embora geralmente menos massivos, contêm mais metal do que os gigantes gasosos Júpiter e Saturno, que são os maiores planetas, sugerindo que pode haver uma correlação entre o conteúdo metálico e a massa.

Os astrônomos acreditam que uma quantidade maior de gelo, rochas e metais – em vez de gases como hidrogênio e hélio – participou da formação de Netuno e Urano.

Os dados de Webb também mostraram que os níveis de metais pesados ​​em HD 189733b são semelhantes aos de Júpiter.

“Agora temos esta nova medição que prova que as concentrações de metais (no planeta) realmente forneceram um ponto de apoio muito importante para este estudo de como a composição do planeta muda com a sua massa e raio”, disse Fu. “Os resultados apoiam a nossa compreensão de como os planetas se formam, criando material mais sólido após a formação do núcleo primário e depois melhorando-o naturalmente com metais pesados”, acrescentou.

Agora, a equipa irá procurar vestígios de enxofre noutros exoplanetas e determinar se as altas concentrações do composto afectam a proximidade com que alguns planetas se formaram relativamente às suas estrelas hospedeiras.

“HD 189733b é um planeta de referência, mas representa apenas um ponto de dados”, disse Fu. “Assim como os humanos, como indivíduos, exibem características únicas, nossos comportamentos coletivos seguem tendências e padrões claros. Com mais conjuntos de dados da Web, pretendemos compreender. como os planetas se formam e se o nosso sistema… “O sistema solar é único na galáxia.”