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Direção errada, Júpiter quente

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O conceito do artista mostra o exoplanet gaseoso CoRoT-2b em órbita, com um ponto de acesso para o oeste em torno de sua estrela hospedeira. Créditos: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle (IPAC)O conceito do artista mostra o exoplanet gaseoso CoRoT-2b em órbita, com um ponto de acesso para o oeste em torno de sua estrela hospedeira. Créditos: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle (IPAC)

ANN ARBOR—A direção inesperada do vento de um planeta gigante está apresentando um mistério para os astrônomos que poderiam virar de cabeça para baixo o que os pesquisadores entendem sobre as atmosferas desses tipos de planetas.

"Hot Jupiters" ou "Júpiteres quentes" são planetas distantes que, como o nosso Júpiter, são muito grandes e gasosos. Mas ao contrário do nosso Júpiter, eles orbitam suas estrelas anfitriãs de muito mais perto do que Mercúrio orbita nosso próprio sol. Os ventos dentro de suas atmosferas normalmente sopram de oeste para leste. Mas os astrônomos, incluindo uma pesquisadora da Universidade de Michigan, descobriram que um vento quente de Júpiter está soprando na direção oposta.

Os ventos sobre esses tipos de planetas parecem ser ditados pela órbita próxima do planeta. Esta órbita próxima faz com que os planetas tenham rotação sincronizada, o que significa que, da mesma forma que a nossa lua para a Terra, ou do mesmo lado que o planeta olha de frente para a estrela, não importa onde ela esteja em sua órbita.

"É uma situação realmente extrema onde você tem um lado do planeta sendo explodido com radiação estelar e o outro lado está em uma noite perpétua," disse Emily Rauscher, astrônoma da U-M e co-investigadora do projeto. "Você tem essa atmosfera gasosa que vai responder tendo um fluxo de ar quente do lado frio do planeta."

Neste estudo, os astrônomos observaram que os ventos se deslocam na direção oposta do que eles normalmente vêem e viram na última década. Uma equipe de pesquisa liderada por astrônomos do Instituto Espacial McGill da Universidade McGill e do Instituto de Pesquisa em Exoplanetas, em Montreal, fez a descoberta usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Suas descobertas são relatadas na revista Nature Astronomy.

"Nós já estudamos outros nove Júpiteres quentes, planetas gigantes orbitando super de perto sua estrela. Em todos os casos, eles tiveram ventos soprando a leste, como a teoria prevê," diz o astrônomo da McGill, Nicolas Cowan, co-autor do estudo. "Neste planeta, o vento sopra na direção errada. Esperamos que estudar este planeta nos ajude a entender o que produz o calor dos Júpiteres."

O planeta em questão, CoRoT-2b, foi descoberto há uma década por uma missão de observação espacial liderada por franceses e está a 930 anos-luz da Terra. Enquanto muitos outros Júpiteres quentes foram detectados nos últimos anos, o CoRoT-2b continuou a intrigar os astrônomos por causa de dois fatores: seu tamanho inflacionado e o espectro das emissões de luz da sua superfície.

"Ambos os fatores sugerem que há algo incomum na atmosfera deste quente Júpiter," diz a autora principal do estudo, Lisa Dang, da Universidade McGill.

Ao usar a Câmera de Array de infravermelho da Spitzer para observar o planeta enquanto completava uma órbita ao redor de sua estrela hospedeira, os pesquisadores conseguiram mapear o brilho da superfície do planeta pela primeira vez, revelando o ponto quente para o oeste.

"A questão imediata foi, por que?" disse Rauscher. "Durante a última década, entendemos que os quentes Júpiteres sempre fizeram esse fluxo para o leste. O que é diferente neste planeta - o que não estamos entendendo?"

Os astrônomos têm três teorias sobre por que os ventos deste planeta estão se comportando desta maneira. Primeiro, eles teorizam que estão incorretos ao pensar que o planeta está sincronizado de forma ordenada. Se a taxa de rotação for ligeiramente diferente, poderá afetar a direção dos ventos, de acordo com trabalhos anteriores da Rauscher.

Em segundo lugar, as atmosferas desses planetas são tão quentes que podem se ionizar, o que significa que as partículas dentro da atmosfera podem se tornar carregadas. Se os planetas também tiverem um campo magnético, a interação entre as partículas carregadas e o campo magnético do planeta pode resultar em um vento oeste.

Em terceiro lugar, os astrônomos estão começando a suspeitar que os Júpiteres quentes podem ter uma cobertura de nuvem parcial e as nuvens sobre esses tipos de planeta podem se comportar completamente diferente das nuvens na Terra. Elas podem estar permanentemente situadas sobre uma parte do planeta, induzindo ventos em uma direção específica.

De qualquer forma, a descoberta fornece um mistério para os astrônomos enfrentarem - um que pode informar sua capacidade de procurar um planeta parecido com a Terra.

"Para muitas pessoas, um aspecto de condução do estudo dos exoplanetas é o caminho para encontrar outro planeta parecido com a Terra. Se você quer dizer que um planeta é realmente semelhante à Terra, uma grande parte disso está dizendo que tem uma atmosfera semelhante à nossa," Disse Rauscher. "Se quisermos entender as atmosferas dos planetas em geral, então precisamos de nossas teorias e nossos modelos de computador para podermos prever com precisão ou explicar as atmosferas de todos os planetas em todos os lugares."