MADRID 3 mar. (EUROPA PRESS) -
Observações com o Telescópio Espacial James Webb revelaram que variações de brilho observadas anteriormente em um objeto de massa planetária flutuante conhecido como SIMP 0136 devem ser o resultado de uma combinação complexa de fatores atmosféricos e não podem ser explicadas apenas por nuvens.
Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para monitorar um amplo espectro de luz infravermelha emitida pelo SIMP 0136 durante dois períodos completos de rotação, a equipe conseguiu detectar variações nas camadas de nuvens, na temperatura e na química do carbono que antes estavam ocultas. Os resultados fornecem informações cruciais sobre a complexidade tridimensional das atmosferas dos gigantes gasosos dentro e fora do nosso sistema solar.
ROTAÇÃO RÁPIDA, ROTAÇÃO LIVRE
O SIMP 0136 é um objeto de rotação rápida e flutuação livre, com aproximadamente 13 vezes a massa de Júpiter, localizado na galáxia da Via Láctea a apenas 20 anos-luz da Terra. Embora não seja classificado como um exoplaneta gigante gasoso (ele não orbita uma estrela e pode ser uma anã marrom), o SIMP 0136 é um alvo ideal para a exometeorologia: é o objeto mais brilhante desse tipo no céu ao norte. Por ser isolado, pode ser observado diretamente e sem medo da poluição luminosa ou da variabilidade causada por uma estrela hospedeira. E seu curto período de rotação de apenas 2,4 horas permite estudá-lo com muita eficiência.
Antes das observações do Webb, o SIMP 0136 havia sido estudado extensivamente por meio de observatórios terrestres, bem como pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA e pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.
"Já sabíamos que o brilho varia e tínhamos certeza de que há camadas de nuvens irregulares que entram e saem de vista e evoluem com o tempo", explicou Allison McCarthy, estudante de doutorado da Universidade de Boston e principal autora de um estudo publicado hoje no The Astrophysical Journal Letters, em um comunicado. "Também pensamos que poderia haver variações de temperatura, reações químicas e possivelmente alguns efeitos da atividade auroral que afetam o brilho, mas não tínhamos certeza.
Para descobrir, a equipe precisou da capacidade do Webb de medir mudanças muito precisas no brilho em uma ampla gama de comprimentos de onda.
RASTREAMENTO DE MILHARES DE ARCOS INFRAVERMELHOS
Usando o NIRSpec (espectrógrafo de infravermelho próximo), o Webb capturou milhares de espectros individuais de 0,6 a 5,3 mícrons, um a cada 1,8 segundo por mais de três horas, enquanto o objeto completava uma rotação completa. Isso foi imediatamente seguido por uma observação MIRI (instrumento de infravermelho médio), que coletou centenas de medições de luz de 5 a 14 mícrons, uma a cada 19,2 segundos, durante outra rotação.
O resultado foram centenas de curvas de luz detalhadas, cada uma mostrando a mudança no brilho de um comprimento de onda (cor) muito preciso à medida que os diferentes lados do objeto giravam para serem vistos.
"Foi incrível ver como todo o espectro desse objeto mudou em questão de minutos", disse a pesquisadora principal Johanna Vos, do Trinity College Dublin. "Até agora, tínhamos apenas uma pequena parte do espectro do infravermelho próximo do Hubble e algumas medições de brilho do Spitzer.
A equipe percebeu quase imediatamente que havia várias formas diferentes de curvas de luz. Em um determinado momento, alguns comprimentos de onda estavam ficando mais brilhantes, enquanto outros estavam ficando mais escuros ou não mudavam muito. Vários fatores diferentes devem estar afetando as variações de brilho.
"Imagine olhar para a Terra de longe. Se você olhasse para cada cor separadamente, veria padrões diferentes que lhe diriam algo sobre sua superfície e atmosfera, mesmo que não conseguisse distinguir as características individuais", explicou o coautor Philip Muirhead, também da Universidade de Boston. "O azul aumentaria à medida que os oceanos girassem para serem vistos. As mudanças no marrom e no verde informariam algo sobre o solo e a vegetação."
NUVENS IRREGULARES, PONTOS CRÍTICOS E QUÍMICA DO CARBONO
Para descobrir o que poderia estar causando a variabilidade no SIMP 0136, a equipe usou modelos atmosféricos para mostrar em que parte da atmosfera cada comprimento de onda de luz se originou.
"Os diferentes comprimentos de onda fornecem informações sobre as diferentes profundidades da atmosfera", explicou McCarthy. "Começamos a perceber que os comprimentos de onda que tinham as formas de curva de luz mais semelhantes também sondavam as mesmas profundidades, o que reforçou a ideia de que eles devem ser causados pelo mesmo mecanismo."
Um grupo de comprimentos de onda, por exemplo, origina-se das profundezas da atmosfera, onde pode haver nuvens irregulares feitas de partículas de ferro. Um segundo grupo vem de nuvens mais altas que se acredita serem feitas de pequenos grãos de minerais de silicato. As variações em ambas as curvas de luz estão relacionadas à irregularidade das camadas de nuvens.
Um terceiro grupo de comprimentos de onda origina-se em alta altitude, bem acima das nuvens, e parece acompanhar a temperatura. Os "pontos quentes" brilhantes podem estar relacionados a auroras detectadas anteriormente em comprimentos de onda de rádio ou ao afloramento de gás quente das profundezas da atmosfera.
Algumas das curvas de luz não podem ser explicadas pelas nuvens ou pela temperatura, mas mostram variações relacionadas à atmosfera.
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