“Que diabos é isso?” Os cientistas que usaram o Telescópio Espacial James Webb da NASA não conseguiram acreditar no que viram a 3.800 anos-luz da Terra: um exoplaneta raro, um mundo além do nosso sistema solar, com … uma atmosfera exótica nunca vista antes. Sua composição, dominada por hélio e carbono, é tão estranha que os pesquisadores não conseguem entender como esse corpo poderia ter se formado. E o mais curioso: tem um estranho formato de limão. E diamantes na base.
“Foi uma surpresa completa. “É muito diferente do que esperávamos”, afirma Peter Gao, do Carnegie Earth and Planetary Laboratory, em Washington, sobre a resposta da equipa. O estudo foi aceite para publicação no The Astrophysical Journal Letters.
Apelidado de PSR J2322-2650b, o objeto com a massa de Júpiter orbita um pulsar, uma estrela de nêutrons “com a massa do Sol, mas do tamanho de uma cidade” que gira rapidamente e emite feixes de radiação eletromagnética em intervalos regulares. Esses feixes pulsantes, que duram de milissegundos a segundos, só podem ser vistos quando apontados diretamente para a Terra, como os feixes de um farol. Esta dupla oportunidade de ver o planeta, iluminado ou não pela sua estrela, permitiu estudá-lo com mais detalhes.
Assim, os investigadores perceberam que o exoplaneta tem “um novo tipo de atmosfera que ninguém tinha visto antes. Em vez das moléculas habituais que esperamos encontrar num exoplaneta, como água, metano e dióxido de carbono, vimos carbono molecular, especificamente C₃ e C₂”, diz Michael Zhang, investigador principal deste estudo da Universidade de Chicago.
As temperaturas no planeta variam de 650 ºC nos pontos mais frios do lado noturno até 2.037 ºC nos pontos mais quentes do lado diurno. O carbono molecular é muito incomum porque nessas temperaturas, se houver outros tipos de átomos na atmosfera, o carbono se ligará a eles. O carbono molecular predomina apenas quando quase não há oxigênio e nitrogênio. Dos cerca de 150 planetas que os astrónomos estudaram dentro e fora do sistema solar, nenhum dos outros possui carbono molecular detectável. Provavelmente existem nuvens de fuligem flutuando no ar deste objeto. Em profundidade, essas nuvens podem condensar e formar diamantes.
Um ano menos de oito horas
O PSR J2322-2650b está localizado invulgarmente perto da sua estrela, a apenas 1.600.000 quilómetros de distância. Para efeito de comparação, a distância da Terra ao Sol é de aproximadamente 257 milhões de quilômetros. Devido à sua órbita extremamente estreita, o ano completo do exoplaneta (o tempo que leva para orbitar a sua estrela) é de apenas 7,8 horas. As forças gravitacionais do pulsar muito mais pesado puxam o planeta para uma estranha forma de limão.
Juntos, a estrela e o exoplaneta poderiam ser considerados um sistema de “viúva negra”, embora este não seja um exemplo típico. Os sistemas viúva negra são um tipo raro de sistema binário no qual um pulsar em rotação rápida está associado a uma pequena companheira estelar de baixa massa. No passado, o material acompanhante voou para dentro do pulsar, fazendo-o girar mais rápido ao longo do tempo, criando ventos fortes. Este vento e radiação bombardearam e vaporizaram a lua menor e menos massiva. Como a aranha que lhe dá nome, o pulsar devorou lentamente seu infeliz companheiro. Mas, neste caso, o satélite é oficialmente considerado um exoplaneta.
Dos 6.000 exoplanetas conhecidos, é o único que se assemelha a um gigante gasoso (com massa, raio e temperatura semelhantes aos de Júpiter quente) orbitando um pulsar. Sabe-se que apenas alguns pulsares têm planetas.
“Será que este objeto se formou como um planeta normal? Não, porque a sua composição é completamente diferente”, diz Zhang. “Foi formado pela remoção da aparência da estrela, da mesma forma que os sistemas “normais” de viúva negra são formados? Provavelmente não, porque a física nuclear não produz carbono puro. É muito difícil imaginar como esta composição extremamente rica em carbono é obtida. “Isto parece excluir qualquer mecanismo de formação conhecido.”
O co-autor do estudo, Roger Romani, da Universidade de Stanford e do Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas e Cosmologia, oferece uma explicação: “À medida que a companheira arrefece, a mistura de carbono e oxigénio no seu interior começa a cristalizar. Cristais de carbono puro flutuam para a superfície e misturam-se com hélio, e é isso que vemos. Mas então algo tem de acontecer para manter o oxigénio e o azoto afastados. E esse é o mistério.”
“Mas é bom não saber tudo”, pensa Romani. “Eu realmente quero saber mais sobre a peculiaridade desta atmosfera. É ótimo ter um quebra-cabeça para resolver.”
