JWST deteta atmosfera em Janssen, o exoplaneta rochoso 55 Cancri E

Pela primeira vez, foi encontrada evidência de uma atmosfera substancial a envolver um mundo rochoso fora do Sistema Solar.

Ainda assim, não faça já as malas: o mundo em causa é Janssen, ou 55 Cancri E, uma super-Terra tão próxima da sua estrela anfitriã que se pensa que a superfície está coberta por um oceano global de lava derretida.

Portanto, não é propriamente habitável para a vida tal como a conhecemos. Contudo, a descoberta, obtida com observações do Telescópio Espacial James Webb, representa um avanço importante numa grande missão da astronomia planetária: caracterizar exoplanetas rochosos e todas as formas fascinantes que assumem na vasta galáxia da Via Láctea.

Janssen, uma super-Terra extrema

Janssen orbita uma estrela chamada Copérnico, ou 55 Cancri A, a mais brilhante de um par binário de estrelas anãs situado a cerca de 41 anos-luz da Terra. Copérnico esteve entre as primeiras estrelas identificadas como anfitriãs de exoplanetas, e cada um dos cinco corpos que a orbitam é especial à sua maneira.

A descoberta de Janssen foi anunciada em 2004 e, desde então, este exoplaneta estranho e alienígena tem fascinado os astrónomos. Tem cerca de 8,8 vezes a massa e 1,95 vezes o raio da Terra, encontrando-se tão perto da estrela anfitriã que completa uma volta em torno de Copérnico a cada 18 horas, aproximadamente. As temperaturas são extremas: 2 573 Kelvin (2 300 graus Celsius, ou 4 172 graus Fahrenheit) no lado diurno e 950 Kelvin menos no lado nocturno.

Estas temperaturas tornariam difícil a existência de uma atmosfera normal, enquanto a proximidade da estrela favoreceria a evaporação. Porém, em 2016, cientistas anunciaram ter detetado hidrogénio e hélio no espaço em redor de Janssen, sugerindo que o exoplaneta conseguira, de algum modo, reter parte da nuvem a partir da qual se formou.

A atmosfera de Janssen observada pelo Telescópio Espacial James Webb

Uma equipa de cientistas, liderada pelo cientista planetário Renyu Hu, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, recorreu agora ao muito mais sensível JWST para perceber o que se passa realmente em Janssen.

A equipa observou cuidadosamente a estrela durante eclipses secundários, quando o exoplaneta passa por trás dela. Depois, comparou e analisou com rigor a luz de Copérnico com e sem a luz adicional de Janssen. A partir destes dados, os investigadores conseguiram isolar a luz térmica emitida apenas pelo exoplaneta e compará-la com modelos de diferentes gases presentes na sua atmosfera.

Os resultados indicam que é improvável uma atmosfera primordial rica em hidrogénio e hélio. No entanto, existe algo mais: uma atmosfera espessa e volátil, rica em monóxido de carbono ou dióxido de carbono. Poderão também estar presentes outros elementos, como água, dióxido de enxofre e fosfina.

A intensa irradiação da estrela provavelmente aceleraria a velocidade a que este gás escapa para o espaço. Por isso, os cientistas concluíram que a atmosfera não se formou juntamente com o exoplaneta, tendo antes sido produzida e reabastecida por desgaseificação do próprio oceano de magma do planeta, tal como acontece na atmosfera de Io, a lua de Júpiter.

Segundo os investigadores, isto poderá explicar as variações na emissão de radiação térmica do exoplaneta detetadas pelo telescópio espacial Spitzer. A formação e a dissipação de uma atmosfera transitória ajustariam-se aos dados, mas o mesmo ocorreria com alterações na composição atmosférica, já que diferentes elementos absorvem diferentes comprimentos de onda de radiação.

Ainda há muito que não sabemos, mas estas novas conclusões representam mais um passo da ciência planetária para compreender como os mundos alienígenas se formam e evoluem na Via Láctea.

“Observações futuras com o JWST e outros observatórios”, escrevem os investigadores, “ajudarão a compreender melhor a atmosfera e a sua interação com a superfície e o interior deste intrigante planeta rochoso.”

A investigação foi publicada na Nature.