Em 2020, o Papo Astronômico contou sobre a descoberta de um exoplaneta onde, segundo os astrônomos, chove ferro. Esse mundo estranho é o WASP-76b. Agora, o Telescópio Espacial Hubble trouxe um novo capítulo: sinais de magnésio em uma camada tão alta que os cientistas acreditam que o gás esteja escapando do planeta.
Nesse artigo, vamos entender o que foi encontrado e quais são os limites dessa nova descoberta.
O que é WASP-76b?
WASP-76b é um Júpiter ultra quente, ou seja, um planeta gigante que orbita muito perto da sua estrela e, por isso, é aquecido a temperaturas extremas. Segundo os parâmetros usados pelo estudo, ele completa uma volta em apenas 1,8 dia, a cerca de 0,033 UA da estrela. São menos de 5 milhões de quilômetros, cerca de nove vezes mais perto do que Mercúrio chega do Sol. A temperatura de equilíbrio é de cerca de 1956,85 °C.
O planeta é maior que o nosso gigante gasoso Júpiter, só que um pouco mais leve. Para se ter uma ideia, seu raio é cerca de 1,85 vez o de Júpiter e sua massa é cerca de 0,91 vez a de Júpiter. Enquanto sua estrela (do tipo F) é mais quente que o nosso Sol.
Estudos anteriores já tinham encontrado vários metais na atmosfera desse planeta. O mais famoso foi o ferro, que aparecia de forma diferente nos dois lados do planeta, o que levou à interpretação da “chuva de ferro”.
O que o Hubble encontrou no exoplaneta WASP-76b?
Uma equipe liderada por Lakeisha Ramos Rosado, da Universidade Johns Hopkins, usou o Hubble para observar WASP-76b em luz ultravioleta próxima. Seu alvo era encontrar o gás mais alto e mais rarefeito da atmosfera, que é onde o escape acontece.
Então durante o trânsito (quando o planeta passa na frente da estrela), parte da luz ultravioleta foi bloqueada por gás de magnésio, nos comprimentos de onda de 2.796 e 2.803 angstroms.
Esse gás bloqueia bastante luz na faixa do magnésio e a estrela perde mais de 10% do brilho durante o trânsito. Na luz visível, o planeta tapa pouco mais de 1% da sua estrela.
Como se mede a atmosfera de um planeta tão distante?
O método para medir a atmosfera de um planeta distante se chama espectroscopia de transmissão. Quando o planeta passa na frente da estrela, a luz estelar atravessa a atmosfera dele. Cada elemento químico absorve a luz em cores específicas, chamadas linhas. Comparando a luz durante e fora do trânsito, os astrônomos descobrem o que há na atmosfera.
Os cientistas observaram o WASP-76b especialmente no ultravioleta porque o magnésio e outros metais têm linhas muito fortes nessa faixa que permite enxergar gás muito rarefeito e muito alto, impossível de ver em outras cores.
O Hubble observou o exoplaneta WASP-76b quatro vezes, mas só duas deram certo. As outras falharam por problemas com a estrela-guia, que o telescópio usa para apontar com precisão.
Por que o sinal aparece só de um lado da linha?
Por causa do efeito Doppler, que é a mudança na frequência e no comprimento de onda percebidos por um observador quando há movimento relativo entre a fonte emissora de ondas e o observador, o magnésio foi detectado apenas no “lado azul” de cada linha, em velocidades de −50 a −10 km/s.
Os cientistas listaram as possíveis causas como sendo o próprio escape atmosférico, ventos fortes perto do limite entre dia e noite, a pressão da luz da estrela, a interação com o vento estelar e a deformação do planeta pela maré. Mas com os dados atuais, não dá para dizer com cem por cento de certeza, qual dessas causas é a principal.
Também há um limite técnico importante, pois no centro da linha, a luz da estrela é quase nula, então os dados só enxergam as bordas. Isso não quer dizer que não existe gás em baixa velocidade, mas que apenas não dá para enxergá-lo.
Uma atmosfera maior que o “território” do planeta?
Os cientistas comparam o tamanho do gás absorvente com duas referências: o raio do planeta na luz visível e o lobo de Roche. O lobo de Roche é a região em volta do planeta dentro da qual a gravidade dele domina. Fora dela, o gás pode ser puxado pela estrela.
Nas linhas do magnésio, o “raio efetivo” medido é mais de três vezes o raio do planeta no visível e mais do que o dobro da escala do lobo de Roche. Esse “raio efetivo” não é o tamanho de uma superfície, mas um jeito de expressar quanta luz o gás bloqueia.
Mesmo assim, o resultado indica gás de magnésio além do lobo de Roche, ou seja, uma atmosfera muito estendida. Os próprios autores do estudo avisam que provar de forma sólida esse “transbordamento” exige mais observações, em especial para ver se o gás começa a bloquear a luz antes do trânsito e continua depois.
Por que não apareceu ferro?
O estudo também procurou magnésio neutro e ferro (neutro e ionizado) e não encontrou sinais. Isso não surpreende e não contradiz a “chuva de ferro”, que foi vista em outra faixa de luz. Os autores apontam as razões prováveis:
- Ionização: o magnésio é facilmente ionizado pela radiação da estrela. Nas camadas altas, quase todo o magnésio está na forma de íon, e é isso que o Hubble detecta. O ferro tem um comportamento parecido.
- Sensibilidade: há pouca luz da estrela no ultravioleta e muitas linhas sobrepostas.
- Variação com a fase: o ferro já se mostrou diferente em cada lado do planeta. Somar observações de fases diferentes pode apagar um sinal localizado.
São possibilidades, não conclusões. Mais trânsitos podem esclarecer.
Quanta massa o planeta perde?
Como a radiação de alta energia da estrela WASP-76 ainda não é conhecida, os pesquisadores usaram a de outra estrela, WASP-17, como substituta. Eles usaram um modelo chamado ATES e estimam uma perda de cerca de 10¹²,¹⁴ gramas de massa por segundo. Isso dá em torno de 1,4 milhão de toneladas por segundo.
O que o magnésio diz sobre a composição do WASP-76b
Os autores compararam os dados com modelos de atmosfera com diferentes quantidades de metais. O resultado:
- Modelos que vão de metalicidade bem baixa até cerca de 100 vezes a solar combinam com os dados.
- O modelo com metalicidade 10 vezes maior e magnésio 10 vezes maior foi fortemente descartado, pois produziria absorção demais.
Isso combina com estudos anteriores que apontavam metalicidade próxima da solar nas camadas mais baixas. Ou seja, o gás que escapa não parece exigir uma quantidade extrema de magnésio. É compatível com um escape em que o gás é arrastado em conjunto, mas de qualquer forma, os autores deste estudo lembram que esse é um quadro qualitativo.
Como WASP-76b se compara a outros Júpiteres ultraquentes
Outros planetas parecidos já foram observados com o mesmo instrumento do Hubble. O quadro é variado:
- WASP-121b mostra magnésio e ferro ionizado, além de um excesso de luz bloqueada no ultravioleta.
- KELT-9b mostra sinais fortes de magnésio e ferro ionizado.
- WASP-178b e WASP-79b não mostram magnésio.
Um estudo recente propôs uma espécie de “linha de costa” do magnésio: a detecção dependeria sobretudo da velocidade de escape do planeta e da radiação de alta energia que ele recebe. WASP-76b fica em uma posição intermediária, entre o planeta sem detecção (WASP-79b) e o caso extremo (KELT-9b). Por isso, esse resultado ajuda a definir melhor onde fica essa fronteira.
O que ainda não sabemos
- Poucos trânsitos. Só duas observações bem-sucedidas, uma delas com problemas de calibração.
- Sinal só nas bordas da linha. A geometria do gás (de onde ele vem e para onde vai) não está definida.
- A variação da estrela não foi totalmente descartada, embora o fluxo seja consistente entre as duas visitas.
- A taxa de perda de massa depende de suposições sobre a radiação da estrela.
Para desvendar esses mistérios, os cientistas precisam interpretar o tamanho e a perda de massa de verdade, o que exige modelos mais sofisticados, que combinem a dinâmica do gás, a ionização e a geometria em 3D.
Um programa em andamento do Hubble (GO-18108) vai observar mais Júpiteres ultraquentes no ultravioleta. Com uma amostra maior, será possível comparar como a radiação e as características de cada planeta afetam o escape de metais.
(Nota editorial: este estudo foi publicado em 6 de outubro de 2026. Os autores agradecem a um revisor anônimo, mas a versão disponível não indica a revista de publicação)
