JWST flagra planeta recorde com duas caudas gigantes.

A cerca de 880 anos-luz da Terra, um exoplaneta em condições extremas está, aos poucos, derramando a própria atmosfera no espaço - e esse vazamento forma duas caudas gigantes de hélio que se estendem por mais da metade do caminho ao redor da estrela.

Segundo os autores de um novo estudo, é a primeira vez que se observa um espetáculo desse tipo com esse nível de detalhe. Já se sabia que alguns exoplanetas têm atmosferas “furadas”, mas, na maior parte das vezes, o sinal aparece apenas em registros curtos, quando o planeta passa em frente à estrela (o trânsito).

Desta vez, porém, os cientistas conseguiram acompanhar continuamente o escape atmosférico durante uma órbita inteira. Isso trouxe pistas novas sobre como o processo funciona, para onde vai o gás perdido e o que isso pode significar para a evolução planetária.

O alvo do estudo: Tylos (WASP-121b), um Júpiter ultraquente fora do comum

A pesquisa tem como foco o WASP-121b, também chamado de Tylos, um exoplaneta já conhecido por características raras - como nuvens de metais vaporizados, a possibilidade de chuvas associadas a rubis e safiras e o jato atmosférico mais rápido já identificado pela ciência.

Tylos pertence à classe dos Júpiteres ultraquentes: gigantes gasosos que lembram Júpiter em massa e natureza, mas que orbitam muito mais perto de suas estrelas e, por isso, atingem temperaturas altíssimas.

A proximidade é tão grande que ele precisa de apenas 30 horas para completar uma volta. Na prática, o “ano” em Tylos dura aproximadamente o que seria um dia para nós, aqui na Terra.

Essa distância apertada cobra um preço: a radiação intensa aquece a atmosfera do planeta a milhares de graus, criando condições extremas que favorecem uma série de fenômenos incomuns - inclusive a fuga de gases leves, como hidrogénio e hélio, para o espaço.

Escape atmosférico: lento, persistente e com potencial de transformar mundos

Em alguns cenários, a perda de atmosfera pode ser rápida; em muitos outros, acontece como um gotejamento contínuo, com pequenas quantidades escapando ao longo do tempo. Ainda assim, mesmo um vazamento lento pode, em escalas longas, alterar tamanho e composição de um planeta - e, consequentemente, influenciar a sua evolução.

Grande parte do que se sabe sobre escape atmosférico vem de observações feitas durante trânsitos, que podem durar apenas algumas horas. Esse método, embora valioso, captura apenas um recorte do que ocorre ao longo de toda a órbita.

Observação inédita com o Telescópio Espacial James Webb (JWST)

No novo trabalho, os investigadores monitorizaram Tylos por quase 37 horas sem interrupção, usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o seu instrumento Imagem no Infravermelho Próximo e Espectrógrafo sem Fenda. O resultado foi um conjunto de dados sem precedentes, cobrindo mais de uma órbita completa.

A equipa procurou, ao longo da trajetória orbital do planeta, a assinatura de absorção de hélio no infravermelho - um indicador bem estabelecido de atmosfera em fuga. O que apareceu nos dados foi um véu de hélio muito além do próprio planeta, ocupando quase 60% da sua órbita.

Trata-se da observação contínua mais longa já feita desse tipo de escape, revelando - nas palavras do estudo - um escoamento persistente e em grande escala.

Duas caudas de hélio, em direções diferentes - e um desafio para os modelos

O mais inesperado foi que Tylos não produz apenas um rasto. Os átomos de hélio formam duas caudas distintas: uma acompanha o planeta por trás, enquanto a outra se projeta à frente no sentido do movimento orbital. Juntas, essas estruturas cobrem uma área superior a 100 vezes o diâmetro de Tylos.

“Ficámos incrivelmente surpreendidos ao ver por quanto tempo o escoamento de hélio se manteve”, afirmou o autor principal Romain Allart, astrónomo do Instituto Trottier de Pesquisa em Exoplanetas e da Universidade de Montréal.

Ele acrescenta que a descoberta expõe “os processos físicos complexos que esculpem as atmosferas de exoplanetas e como elas interagem com o ambiente da sua estrela” - e que a ciência “está apenas a começar a revelar a verdadeira complexidade desses mundos”.

Para os astrónomos, a existência de duas caudas de hélio é um quebra-cabeça. Modelos computacionais atuais conseguem reproduzir com relativa facilidade uma única cauda de gás escapando, mas têm dificuldade em explicar duas estruturas longas apontando para direções diferentes.

Os autores sugerem que a radiação e o vento estelar possam empurrar uma das caudas para trás, enquanto a gravidade da estrela poderia puxar a outra, curvando o fluxo e fazendo-o avançar à frente do planeta ao longo da órbita.

O que vem a seguir: simulações 3D e pistas sobre a evolução planetária

Os pesquisadores apontam que ainda é necessário investigar melhor como essas forças - e possivelmente outras - controlam os fluxos atmosféricos, além de alimentar novas simulações tridimensionais capazes de representar com mais fidelidade a física envolvida.

Entender com profundidade a perda de atmosfera não serve apenas para explicar as caudas gémeas de Tylos. O tema toca num problema maior: se vazamentos prolongados podem, ao longo de milhões ou bilhões de anos, reduzir gigantes gasosos, transformando-os em planetas menores, semelhantes a Neptuno, ou até deixar expostos núcleos rochosos quase “descascados”.

“Este é realmente um ponto de viragem”, disse Allart. “Agora precisamos repensar como simulamos a perda de massa atmosférica - não como um fluxo simples, mas com uma geometria 3D em interação com a estrela. Isso é crucial para entender como os planetas evoluem e se gigantes gasosos podem virar rochas nuas.”

Uma implicação adicional é metodológica: ao mostrar que o escape pode ocupar uma fração enorme da órbita, o estudo reforça que medições limitadas ao trânsito podem subestimar a extensão e a persistência do fenómeno. Em termos práticos, isso pode afetar como interpretamos sinais espectrais de atmosferas exoplanetárias e como comparamos planetas semelhantes observados em janelas de tempo diferentes.

Além disso, acompanhar a dinâmica do hélio - um traçador particularmente útil no infravermelho - ajuda a mapear a interação entre o planeta e o seu ambiente estelar. Esse tipo de diagnóstico abre caminho para relacionar atividade da estrela, vento estelar e erosão atmosférica em sistemas extremos, refinando o que se entende por “sobrevivência” atmosférica ao longo do tempo.

O estudo foi publicado na revista Comunicações da Natureza.