O Telescópio Espacial James Webb identificou nuvens de água que mudam de espessura na atmosfera da anã marrom WISE 0855−0714, um objeto localizado a cerca de 7,5 anos-luz da Terra. Em observações de 11 horas, os pesquisadores também detectaram variações em gases atmosféricos, dados que ajudam a compreender a dinâmica de mundos frios e podem contribuir para o estudo de planetas gigantes fora do Sistema Solar.
Observações acompanharam mudanças na atmosfera
O Webb registrou a luz de WISE 0855 a cada 15 minutos durante o período de observação. As medições indicaram que as nuvens de água nas camadas superiores da atmosfera ficam mais espessas e mais finas conforme o objeto gira.
O estudo, publicado no The Astrophysical Journal, descreve uma atmosfera complexa, com nuvens em movimento e gases que sobem das regiões mais profundas. Segundo os pesquisadores, esses processos criam padrões climáticos dinâmicos semelhantes aos observados em Júpiter.
“Esta é a primeira vez que conseguimos confirmar que as nuvens de água estão ficando mais finas e mais espessas em um objeto celeste próximo”, disse Brittany Miles, astrônoma assistente do Observatório Steward, da Universidade do Arizona. Ela afirmou que, antes do Webb, as medições disponíveis misturavam os efeitos das nuvens, da química e da temperatura. Com os novos dados, os cientistas conseguiram separar esses fatores.
Observações anteriores não distinguiam com precisão as mudanças provocadas por nuvens, temperatura atmosférica e composição química. Os instrumentos do Webb permitiram analisar esses processos separadamente e acompanhar alterações na atmosfera durante a observação.
Objeto fica na fronteira entre planetas e estrelas
WISE 0855−0714 é uma anã marrom, classe de objeto que fica entre planetas gigantes e estrelas. Ela tem mais massa que um planeta gigante, mas não o suficiente para sustentar a fusão de hidrogênio em seu núcleo, processo característico das estrelas.
O objeto tem cerca do dobro da massa de Júpiter e diâmetro semelhante, de acordo com as informações do estudo. Sua temperatura atmosférica é de aproximadamente 265 kelvin, equivalente a −8 graus Celsius. É a anã marrom mais fria conhecida, condição que a torna útil para investigar atmosferas frias semelhantes à de Júpiter.
WISE 0855 está na direção da constelação de Hydra e integra a vizinhança estelar do Sol. Alfa Centauro, sistema de três estrelas, fica a 4,7 anos-luz e abriga Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol. A Estrela de Barnard está a 5,94 anos-luz. Outras duas anãs marrons próximas são WISE 1049−5319, a 6,5 anos-luz, e WISE 0855−0714, a 7,5 anos-luz.
Gases indicam circulação atmosférica
Além das nuvens de água, o Webb detectou variações nos níveis de monóxido de carbono e fosfina. Os cientistas associam essas mudanças à convecção, processo pelo qual calor e gases são transportados das camadas mais profundas para as partes superiores da atmosfera.
“Estamos vendo nuvens de água ficarem mais espessas e mais finas, e gases profundos subindo e descendo, e podemos realmente observar essas mudanças em tempo real”, afirmou Miles. Atividades de mistura atmosférica semelhantes ocorrem em Júpiter, embora WISE 0855 e o planeta não sejam iguais.
A comparação entre os dois objetos pode ajudar a identificar processos físicos e químicos comuns a diferentes mundos. “Embora as anãs marrons não sejam planetas propriamente ditos, elas apresentam comportamentos semelhantes aos dos planetas”, disse Miles. Ela acrescentou que não existe uma linha divisória rígida entre anãs marrons e planetas e que princípios básicos da física e da química podem ser aplicados a esses corpos.
Resultados podem orientar estudos de exoplanetas
Os pesquisadores esperam que as observações contribuam para ampliar o conhecimento sobre exoplanetas gigantes, que orbitam estrelas distantes. Como WISE 0855 apresenta fenômenos atmosféricos semelhantes aos de planetas gigantes, seu estudo oferece uma oportunidade de acompanhar mudanças em um objeto relativamente próximo.
A equipe pretende fazer novas observações com o Webb para investigar a rotação e a circulação da atmosfera da anã marrom. O trabalho poderá aprofundar a análise de como nuvens e gases se movimentam em mundos frios, além de ajudar a interpretar características de planetas gigantes observados em outros sistemas estelares.
