A ideia de “normal” já é elástica cá na Terra, mas no espaço essa palavra perde quase todo o sentido - sobretudo desde que o James Webb apontou para um mundo que parece ter escapado às regras.
“Mas que coisa é esta?” foi, segundo o relato, a reação imediata e quase unânime da equipa de Peter Gao (Carnegie Earth and Planets Laboratory) quando chegaram os dados do JWST. O telescópio da NASA, avaliado em 10 mil milhões de dólares, acabava de lhes entregar o retrato de uma exoplaneta que, à luz dos modelos atuais de formação planetária, nem sequer deveria ter conseguido nascer.
Batizada PSR J2322-2650b, esta planeta não se parece com nenhuma outra - e, desde o início da caça às exoplanetas nos anos 1990, já vimos de tudo um pouco. A primeira estranheza salta à vista: está a apenas 1,6 milhões de quilómetros da sua estrela (contra 150 milhões entre a Terra e o Sol), tão perto que a pressão gravitacional a distorceu por completo. O resultado é uma forma elipsoidal, parecida com um limão gigante ou uma bola de râguebi, e uma órbita concluída em apenas oito horas. Só isto já seria inédito, porque nunca tínhamos detetado uma planeta com uma morfologia assim… mas é apenas o começo.
Un hôte cannibale : le pulsar « Veuve Noire »
Se a PSR J2322-2650b ainda existe num ambiente destes, é quase um milagre. Ela não gira em torno de uma estrela tranquila, mas sim de um pulsar do tipo “viúva negra”. Na prática, é o cadáver ultra-denso de uma estrela massiva, a rodar centenas de vezes por segundo enquanto varre o espaço com jatos de radiação gama de uma potência inacreditável.
Num sistema binário deste género, o pulsar costuma ser fatal: bombardeia o corpo companheiro com radiação gama e raios X, o que geralmente corrói a atmosfera e arranca material rochoso. Ainda assim, contra todas as expectativas, o nosso “limão cósmico” não foi vaporizado e até manteve uma atmosfera - que, por si só, já é uma aberração termodinâmica.
Ao analisar a luz filtrada pelos gases da planeta, o James Webb não encontrou qualquer sinal de água (H2O), metano (CH4) ou dióxido de carbono (CO2), gases presentes em praticamente todas as atmosferas exoplanetárias. Em vez disso, surgiram apenas vestígios de carbono molecular puro (C2 e C3).
Aqui é que está o problema: no Universo, o carbono é um elemento extremamente “pegajoso”. Basta haver um átomo de oxigénio ou de hidrogénio por perto para o carbono se ligar e formar moléculas estáveis. Para o James Webb detetar apenas carbono puro a 2 040 °C (temperatura média diurna da atmosfera da PSR J2322-2650b), seria necessário que o oxigénio e o hidrogénio tivessem sido removidos.
O pior é que este tipo de assinatura atmosférica - ou reação química - nunca tinha sido observado em nenhuma exoplaneta estudada até hoje e, neste momento, a equipa não consegue explicar como ela se formou. “Nenhum mecanismo de formação conhecido consegue explicar uma planeta tão enriquecida em carbono”, afirma Michael Zhang, autor principal do estudo sobre esta planeta, partilhado a 15 de dezembro na plataforma arXiv.
PSR J2322-2650b : un cauchemar théorique
Encontrar carbono sem oxigénio é como ver fumo sem fogo: é uma impossibilidade termodinâmica no contexto da morte de uma estrela clássica. Se a PSR J2322-2650b fosse, como se suspeitava, o resíduo de uma estrela devorada pelo seu pulsar, deveríamos detetar uma quantidade enorme de oxigénio e azoto. Mas o espectro do James Webb é claro: esses elementos foram eliminados por algum mecanismo desconhecido - ou então nunca estiveram lá.
Como os investigadores não conseguem encaixar esta formação nos nossos modelos de nascimento planetário, estão a explorar uma hipótese mais “exótica”, chamada separação de fase.
À medida que o pulsar arrefece, a mistura de carbono e oxigénio no interior da planeta começaria a cristalizar. Neste inferno gravitacional, cristais de carbono puro (mais leves) subiriam para o topo do manto planetário e acabariam misturados com o hélio da atmosfera. Seria esse carbono “flutuante” que o James Webb teria detetado. Com o calor extremo e a pressão, esse carbono condensar-se-ia em nuvens de fuligem, provocando chuvas de diamantes microscópicos que afundam em direção ao núcleo da planeta.
Ainda assim, mesmo esta teoria tem um ponto fraco: continua sem explicar a ausência de oxigénio. “Parece que teremos de excluir todos os mecanismos de formação conhecidos”, diz Zhang. E é precisamente para isto que o James Webb foi concebido: para nos mostrar que ainda não conhecemos todas as regras que governam o nosso Universo. A descoberta da PSR J2322-2650b é, sem dúvida, uma das demonstrações mais convincentes - porque, sozinha, põe em xeque o conjunto dos modelos de formação planetária hoje aceites pela comunidade astrofísica. Nada que desanime Roger Romani, outro membro da equipa, que conclui: “É isso que é entusiasmante: não perceber tudo. Mal posso esperar para aprender mais sobre o quão estranha é esta atmosfera. Ter um enigma destes para explorar é exatamente o que torna a investigação apaixonante”.
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