Os dados obtidos pela missão de exoplanetas Cheops, conduzida pela ESA, resultaram na surpreendente descoberta de que um exoplaneta de alta temperatura, que completa uma órbita em torno de sua estrela hospedeira em menos de um dia, encontra-se envolto por nuvens reflexivas compostas por elementos metálicos, conferindo-lhe o título de exoplaneta mais brilhante já identificado.

Além da Lua, o objeto celestial mais luminoso em nosso céu noturno é o planeta Vênus, cuja densa camada de nuvens reflete cerca de 75% da radiação solar. Em contraste, a Terra reflete apenas cerca de 30% da luz solar recebida.

Agora, pela primeira vez, astrônomos fizeram a descoberta de um exoplaneta capaz de rivalizar com o brilho de Vênus: o planeta LTT9779 b.

Novas medidas detalhadas, realizadas por meio da missão Cheops da ESA, revelaram que esse planeta reflete surpreendentes 80% da luz emitida por sua estrela hospedeira.

As medições de alta precisão efetuadas pelo Cheops foram um acompanhamento direcionado à descoberta e caracterização inicial desse exoplaneta em 2020, feitas pela missão TESS da NASA e por instrumentos terrestres, como o instrumento HARPS do ESO, localizado no Chile.

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O exoplaneta possui aproximadamente o mesmo tamanho de Netuno, tornando-se, assim, o maior “espelho” conhecido no Universo até o presente momento.

A razão por trás de sua alta capacidade de reflexão reside no fato de que ele está coberto por nuvens metálicas, compostas principalmente de silicatos – a mesma substância presente na areia e no vidro -, misturadas com metais como o titânio.

“Imagine um mundo em chamas, próximo à sua estrela, com densas nuvens de metais flutuando no alto, precipitando gotículas de titânio”, diz James Jenkins, astrônomo da Universidade Diego Portales e do CATA (Santiago, Chile). James é coautor de um artigo científico que descreve a nova pesquisa, publicado hoje na revista Astronomy & Astrophysics.

Um céu preenchido por densas nuvens de metal.

O termo “albedo” refere-se à fração de luz refletida por um objeto. A maioria dos planetas apresenta um albedo baixo, o que pode ser atribuído à presença de uma atmosfera que absorve grande parte da luz incidente ou à superfície escura e irregular.

Contudo, existem exceções, como os mundos de gelo congelado e planetas como Vênus, que possuem uma camada de nuvens refletoras.

O alto valor de albedo observado em LTT9779 b surpreendeu os cientistas, considerando que estima-se que a temperatura na face do planeta voltada para sua estrela esteja em torno de 2000 °C.

Temperaturas superiores a 100 °C são demasiadamente altas para a formação de nuvens de água, e até mesmo para nuvens compostas de materiais metálicos ou vítreos, a temperatura na atmosfera desse planeta seria excessivamente elevada.

“Foi realmente um quebra-cabeça, até que percebemos que deveríamos pensar na formação dessas nuvens da mesma maneira que a condensação se forma em um banheiro após um banho quente”, observa Vivien Parmentier, pesquisadora do Observatório da Côte d’Azur (França) e coautora desta pesquisa.

Vivien explica: “Para embaçar um banheiro, você pode resfriar o ar até que o vapor de água condense, ou pode manter a água quente correndo até que as nuvens se formem porque o ar está tão saturado de vapor que simplesmente não pode conter mais. Da mesma forma, LTT9779 b pode formar nuvens metálicas mesmo sendo tão quente porque a atmosfera está super saturada com vapores de silicato e metal.”

O planeta que não deveria existir.

A singularidade de LTT9779 b não se restringe apenas à sua característica de brilho impressionante.

Suas dimensões e temperatura o classificam como um “Netuno ultra-quente”, sendo que nenhum outro planeta com massa e tamanho semelhantes foi encontrado em órbita tão próxima de sua estrela. Essa configuração específica situa-o na região conhecida como o “deserto de Netunos quentes”.

O referido planeta apresenta um raio cerca de 4,7 vezes maior do que o da Terra, e seu período orbital equivale a meras 19 horas.

Todos os planetas anteriormente identificados que orbitam suas estrelas em períodos inferiores a um dia são classificados como “Júpiteres quentes” – gigantes gasosos com raios pelo menos dez vezes superiores ao da Terra – ou como planetas rochosos com dimensões inferiores a duas vezes o raio terrestre.

“É um planeta que não deveria existir”, diz Vivien. “Esperamos que planetas como este tenham sua atmosfera dissipada pela estrela, deixando para trás apenas rochas nuas.”

O primeiro autor, Sergio Hoyer, do Laboratório de Astrofísica de Marselha, comenta: “Acreditamos que essas nuvens metálicas ajudam o planeta a sobreviver no deserto de Netunos quentes. As nuvens refletem a luz e impedem que o planeta aqueça demais e evapore. Além disso, a alta concentração de elementos metálicos torna o planeta e sua atmosfera mais pesados e mais difíceis de serem dissipados.”

Estudando um exoplaneta por meio de observações durante seu período de ocultação.

Para determinar as propriedades de LTT9779 b, a missão Cheops da Agência Espacial Europeia (ESA), que tem como objetivo caracterizar exoplanetas, conduziu observações durante o trânsito do planeta por trás de sua estrela hospedeira.

Devido à capacidade de refletir luz, a combinação da estrela e do planeta emite mais luz em direção ao telescópio espacial momentos antes do planeta ficar oculto em relação ao observador terrestre.

Essa intensidade luminosa diferencial, entre o período pré e pós-ocultação do planeta, fornece informações sobre a quantidade de luz refletida pelo exoplaneta.

Este projeto contou com a precisão e cobertura contínua do Cheops. “Medir com precisão a pequena variação no sinal causada pela estrela eclipsando o planeta só foi possível com o Cheops”, afirma Sergio.

Maximilian Günther, cientista do projeto Cheops da ESA, acrescenta: “O Cheops é a primeira missão espacial dedicada ao acompanhamento e caracterização de exoplanetas já conhecidos. Ao contrário de grandes missões de pesquisa focadas na descoberta de novos sistemas exoplanetários, o Cheops possui flexibilidade suficiente para direcionar rapidamente sua atenção para alvos interessantes e alcançar uma cobertura e precisão que muitas vezes não são possíveis de outra forma”.

Ao observar o mesmo exoplaneta com instrumentos diferentes, obtemos uma imagem completa. “LTT9779 b é um alvo ideal para acompanhamento com as capacidades excepcionais dos telescópios espaciais Hubble e James Webb”, observa Emily Rickman, cientista de operações científicas da ESA.

“Eles nos permitirão explorar esse exoplaneta em uma ampla faixa de comprimento de onda, incluindo luz infravermelha e ultravioleta, para melhor compreender a composição de sua atmosfera.”

Cheops é a primeira de três missões especializadas em exoplanetas, portanto, o futuro do estudo de exoplanetas é promissor.

Em 2026, a Plato se juntará a ela. Ela se concentrará em planetas parecidos com a Terra que orbitam suas estrelas a uma distância que pode suportar vida.

A Ariel se especializará na pesquisa das atmosferas de exoplanetas quando se juntar à frota em 2029.

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