Telescópio Webb flagra planeta recordista brotando duas caudas enormes

 

Em algum ponto a cerca de 880 anos-luz da Terra, um gigante gasoso chamado WASP-121b (apelidado de Tylos) está literalmente perdendo parte do que o envolve: sua atmosfera. O que torna este caso especial não é só o vazamento, mas o desenho: duas caudas gigantes de hélio, como se o planeta estivesse deixando rastros duplos no próprio caminho ao redor da estrela.

A equipe liderada por Romain Allart, astrônomo do Trottier Institute for Research on Exoplanets (Université de Montréal), acompanhou o fenômeno por tempo suficiente para ver a “história completa” de uma órbita. Em vez de pegar só um recorte durante o trânsito, o telescópio registrou o vazamento por quase 37 horas seguidas, tempo que cobre mais de uma volta do planeta.

O estudo saiu na revista Nature Communications e, na prática, coloca um desafio direto para os modelos: sabemos simular bem uma cauda, mas duas, apontando para direções diferentes, é outro jogo.

O planeta que faz um ano em 30 horas

WASP-121b fica tão perto de sua estrela que completa uma volta em cerca de 30 horas, um “ano” que caberia em um fim de semana corrido. Ele é um daqueles mundos em que a proximidade não é romantica: a radiação aquece camadas altas da atmosfera a temperaturas extremas e empurra gases leves para fora, aproximadamante como vapor escapando de uma panela sob pressão.

Esse tipo de mundo entra na família dos exoplanetas que chamamos de gigantes gasosos “colados” na estrela. Em linguagem simples: não são planetas “de chão firme”; são bolas enormes de gás, e o lado de fora pode ser esculpido pela luz e pelo vento estelar ao longo do tempo.

No caso de Tylos, o rótulo comum é “Júpiter quente”, e aqui “quente quente” não é figura de linguagem: a estrela fornece energia demais, e o planeta paga com instabilidade atmosférica.

Como o Webb enxerga um vazamento invisível

Para observar isso os astrônomos não “fotografam” o gás como uma nuvem comum; eles procuram uma assinatura no espectro. O truque é usar o hélio como marcador, porque certas linhas no infravermelho ficam mais fáceis de detectar quando o gás está escapando e se espalhando em volta do planeta.

O James Webb, com instrumentos sensíveis no infravermelho, consegue perceber quando a luz da estrela atravessa essa névoa e “some um pedacinho” em comprimentos de onda específicos. É o tipo de medição em que o telescópio James Webb se torna quase uma balança: não pesa o gás, mas revela sua presença pelo que ele bloqueia.

A observação contínua é a parte que muda o patamar: em vez de um recorte de poucas horas, dá para seguir a evolução ao longo da órbita inteira e ver se o vazamento liga, desliga, muda de direção, engrossa ou afina.

Duas caudas, um quebra-cabeça em 3D

O achado mais estranho é geométrico: os dados sugerem duas estruturas distintas, uma “atrás” do planeta e outra “à frente”, ambas gigantes. Em termos práticos, isso significa que o gás não está só sendo soprando para longe; ele está sendo moldado por forças diferentes ao mesmo tempo.

Por que duas? Uma explicação plausível mistura empurrões e puxões: radiação e vento estelar tendem a empurrar material para trás, enquanto a gravidade e a dinâmica orbital podem curvar parte do fluxo de outro jeito. Só que as simulacões tradicionais lidam melhor com um rastro dominante, e não com um par de caudas competindo no mesmo sistema.

O melhor jeito de imaginar é como tráfego em um trevo rodoviário: você pode prever a fila de um acesso principal, mas quando dois acessos despejam carros ao mesmo tempo, em ângulos diferentes, o mapa fica mais complexo. Em certos momentos, na órbita se curva a cauda e o que parecia “simples vazamento” vira dinâmica tridimensional.

Por que isso importa para a história dos planetas

“Perder atmosfera” não é um detalhe estético. Em escalas longas, o escape pode alterar tamanho e densidade de um planeta, mudando o que ele é de fato.

Esse tema já aparece em outros contextos de perda atmosférica: quando a atmosfera começa a ir embora, o planeta planeta pode se transformar lentamente, e algumas hipóteses falam até em deixar para trás um núcleo mais exposto em casos extremos.

O valor maior do caso Tylos é metodológico: quando o Webb troca o instantâneo por um filme, ele dá uma régua para calibrar modelos 3D e melhorar previsões de evoluçao planetária em sistemas extremos. Um paralelo útil é meteorologia: não basta ver uma nuvem uma vez; você precisa acompanhar o ciclo, o vento, a persistência.

Se eu tivesse de guardar um único ponto, seria este: observações longas não só “confirmam” teorias; elas expõem a coreografia real do sistema, e essa diferença costuma ser onde a ciência dá seus saltos mais interessantes.

Estrela que morre rapidamente dá um espetacular show de luzes

 O Hubble, operado pela NASA, revelou a imagem mais clara até agora da Nebulosa do Ovo. Créditos: NASA, ESA, Bruce Balick (UWashington).

A Nebulosa do Ovo, na direção da constelação de Cisne, está a cerca de mil anos-luz e virou um dos melhores laboratórios naturais para observar o fim da vida de uma estrela parecida com o Sol. O Hubble registrou um jogo de  luz e sombra porque a estrela central está escondida por uma nuvem densa de poeira, e a claridade só aparece onde encontra caminhos para escapar..

Um fim de vida curto e raro

A Nebulosa do Ovo também é conhecida como CRL 2688 e é classificada como nebulosa pré-planetária: um estágio de transição antes de surgir uma nebulosa planetária (apesar do nome, isso não tem relação com planetas). O detalhe importante é o tempo: essa fase dura apenas alguns milhares de anos, o que torna esses objetos raros e valiosos para testar modelos de evolução estelar no “fim de vida”.

O que o Hubble traz de especial aqui é resolução: dá para ver padrões bem definidos que sugerem uma história de ejeções sucessivas, em vez de um evento único e caótico. É o tipo de imagem que transforma uma ideia geral (estrelas perdem massa no final) em evidência visual com formas, bordas e estruturas observáveis.

Esse contexto ajuda a entender por que o telescópio Hubble () continua sendo usado para revisitar alvos ao longo de décadas: em objetos que evoluem “rápido” para padrões astronômicos, comparar épocas diferentes é parte do método.

Luz que escapa por frestas

Nesta fase, a Nebulosa do Ovo não brilha primcipalmente por gás ionizado, e sim por reflexão: a luz da estrela central bate na poeira e ilumina as regiões que conseguem ser alcançadas. A própria fonte de luz fica bloqueada por um disco espesso de poeira expelido há apenas algumas centenas de anos, e a radiação escapa por aberturas polares.

O resultado mais chamativo são dois feixes que iluminam lóbulos polares rápidos, atravessando um conjunto mais antigo e mais lento de arcos concêntricos. Em linguagem simples: é como ver uma sequência de camadas, com um jato mais recente cortando as marcas de episódios anteriores.

Esse mapa de camadas é feito de poeira estelar rica em carbono, um tipo de material que, espalhado no meio interestelar, pode virar ingrediente de novos sistemas estelares no futuro.

As marcas de um sistema em companhia

As formas captadas são simétricas demais para lembrar uma supernova. A leitura mais plausível é que o padrão nasce de uma sequência coordenada de eventos de ejeção, ainda não totalmente compreendidos, no interior enriquecido em carbono da estrela moribunda.

Outro indício é que a estrela provavelmente não está sozinha: as formas e os movimentos sugerem interações gravitacionais com uma ou mais estrelas companheiras escondidas dentro do disco espesso de poeira, também mencionado nas descrições oficiais.

Com o tempo, o núcleo exposto esquenta o bastante para ionizar o gás ao redor e produzir o brilho clássico de uma nebulosa planetária. É a família de objetos que inclui exemplos famosos como a nebulosa da Hélice, além de outras nebulosas com formas bem marcantes.

Uma história que o Hubble volta para reler

O Hubble observa a Nebulosa do Ovo há décadas: houve imagens em luz visível com a WFPC2, um complemento em infravermelho próximo com a NICMOS (nos anos 1990), outra campanha com a ACS (anos 2000) e um zoom detalhado com a WFC3 em 2012.

A imagem mais recente combina dados do conjunto usado em 2012 com observações adicionais do mesmo programa, justamente para entregar a visão mais nítida e permitir comparação direta com registros mais antigos, mantendo o mesmo contexto de missão e instrumento.

Mesmo depois de mais de três décadas em operação, o Hubble segue ativo como um projeto de cooperação entre NASA e ESA; a NASA (via Goddard) gerencia o telescópio e as operações de missão, e o instituto responsável pela ciência do Hubble conduz as operações científicas.

Ver um objeto desses com tanta clareza muda a nossa intuição de tempo: na escala humana, “alguns milhares de anos” é quase eterno; na escala estelar, é menos do que um piscar de olhos que deixa rastros suficientes para contar uma história inteira, desde que o instrumento seja bom e a paciência seja maior ainda.

 

Imagem artística mostrando uma casca espessa de gás e poeira expelida das camadas externas de uma estrela massiva, enquanto o núcleo colapsa após esgotar o combustível. No centro, uma esfera de gás quente e muito densa continua caindo para dentro, alimentando o buraco negro recém-formado. Crédito: Keith Miller, Caltech/IPAC - SELab

A nossa compreensão sobre o fim da vida das estrelas massivas sempre foi pautada por grandes espetáculos pirotécnicos. Aprendemos que, quando um astro gigante esgota seu combustível, ele se despede em uma explosão tão violenta que pode ofuscar galáxias inteiras. No entanto, um mistério persistente incomoda a fisica moderna: por que detectamos tantas fusões de buracos negros através de ondas gravitacionais, mas raramente flagramos o momento exato em que um deles “nasce” de forma individual? A resposta pode estar no silêncio. Em vez de um estouro, algumas estrelas podem simplesmente desistir da existência, colapsando diretamente sobre si mesmas sem emitir um único grito de luz visível.

Essa lacuna no conhecimento afeta tudo, desde como calculamos a população de restos estelares no universo até a maneira como entendemos a reciclagem de elementos químicos no meio interestelar. Quando uma estrela explode, ela espalha ferro e cálcio pelo espaço; se ela apenas “cai” para dentro de si mesma, esses materiais ficam aprisionados para sempre. Esse fenômeno, conhecido como supernova fracassada, sugere que o cosmos pode ser muito mais discreto em seus processos de morte do que a cultura pop nos levou a acreditar. Para nós, Homo sapiens, que somos programados para notar mudanças bruscas e brilhos intensos, perceber esses apagões lentos exige uma paciência tecnológica quase sobre-humana.

O estudo que reacendeu essa discussão foi publicado no periódico Science e traz uma perspectiva fascinante sobre o destino das gigantes vermelhas. A pesquisa sugere que uma fração considerável das estrelas que deveriam explodir está, na verdade, optando por um caminho mais sombrio. É como se o universo estivesse escondendo de nós uma parte essencial de sua contabilidade demográfica, e agora, finalmente, tivéssemos as ferramentas para auditar essas contas contas.

A investigação arqueológica nos arquivos da NASA

Diferente de uma descoberta feita por um olhar atento em tempo real, este caso foi solucionado através de uma espécie de arqueologia de dados. Uma equipe liderada por Kishalay De, astrônomo da Columbia University e do Flatiron Institute, mergulhou em um vasto arquivo de aproximadamente 15 anos de observações. Os dados vieram da missão NEOWISE da NASA, um  telescópio que varre o céu no espectro infravermelho. O objetivo original era mapear como milhões de estrelas mudam de brilho ao longo das décadas, mas uma delas na galáxia de Andrômeda se comportou de maneira totalmente bizarra.

Por volta de 2015, essa estrela específica — que antes era um dos pontos mais radiantes da nossa vizinha galáctica — apresentou um surto súbito de luminosidade. Esse brilho extra durou cerca de um ano e, logo em seguida, o astro começou a desaparecer. Não foi um sumiço instantâneo, mas um declínio constante que a removeu completamente do espectro de luz que os olhos humanos conseguem captar. Hoje, se você apontar o mais potente telescópio óptico para aquela coordenada, encontrará apenas o vazio.

Suvi Gezari, astrônoma da University of Maryland, enfatiza que monitorar a variabilidade no infravermelho por períodos tão longos é a chave para desvendar esses mistérios. A poeira cósmica frequentemente atua como uma cortina, escondendo eventos que seriam visíveis de outra forma. Ao usar o infravermelho, os cientistas conseguem “enxergar” o calor através dessa sujeira estelar, permitindo diferenciar um simples truque de iluminação de um evento astrofísico real e definitivo. É um trabalho de detetive que exige enteder o comportamento da luz em escalas de tempo que superam carreiras inteiras de pesquisa.

Do quintal de casa ao vazio absoluto detectado pelo Webb

A ironia desse desaparecimento é quase poética: há algumas décadas, qualquer astrônomo amador com um telescópio de quintal conseguiria localizar essa estrela em Andrômeda. Ela era uma presença garantida e confiável no céu noturno. Atualmente, a situação inverteu-se de forma dramática. Nem mesmo o  Telescópio Espacial Hubble, o veterano que revolucionou nossa visão do cosmos, consegue detectar qualquer sinal da fonte. A estrela que antes “gritava” sua presença agora se recusa a ser vista.

Para tentar captar qualquer resquício dessa existência, os pesquisadores recorreram ao telescópio espacial James Web, que opera com uma sensibilidade sem precedentes. Mesmo para o Webb, a tarefa foi difícil. O que restou é um brilho infravermelho tão pálido que mal se destaca do ruído de fundo. Os cientistas acreditam que esse calor residual é alimentado pelos últimos detritos da estrela que ainda estão caindo no buraco negro recém-formado, aquecendo-se enquanto são devorados.

Este cenário de “morte silenciosa” ajuda a explicar por que o número de supernovas observadas nem sempre bate com a quantidade de estrelas massivas que sabemos que deveriam estar morrendo. Se uma parte delas simplesmente “apaga a luz” e vai embora, nossas estatísticas sobre a evolução estelar precisam de um ajuste fino. É fascinante pensar que um objeto tão colossal possa transitar de uma fonte de luz visível para uma singularidade invisível sem causar o caos esperado.

Quando a ciência precisa esperar o tempo passar para confirmar o óbito

Nem todos na comunidade científica estão convencidos de que estamos vendo o nascimento de um buraco negro. Christopher Kochanek, um experiente astrônomo da Ohio State University, lembra que o espaço adora pregar peças. Uma hipótese alternativa sugere que não houve uma morte, mas sim uma fusão de duas estrelas. Esse evento teria gerado o brilho de 2015 e, posteriormente, levantado uma densa nuvem de poeira que agora bloqueia a visão. Em vez de um buraco negro, poderíamos estar olhando apenas para uma estrela “escondida” atrás de uma cortina de fumaça que ela mesma criou.

A confirmação definitiva virá com o tempo, seguindo um critério quase filosófico: a morte verdadeira é permanente. Se for um buraco negro, a luz infravermelha continuará a minguar até o escuro total ao longo das próximas décadas. Se for apenas poeira, em algum momento o material se dispersará ou o astro voltará a brilhar em comprimentos de onda específicos. Um caso semelhante, o candidato N6946-BH1, já foi documentado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (), mostrando que esse tipo de desaparecimento pode não ser um evento isolado, mas um padrão galáctico.

O que torna esse momento da astronomia tão vibrante é o amadurecimento dos nossos métodos de observação. Pela primeira vez, não dependemos apenas da sorte de estar olhando para o lugar certo na hora certa; temos arquivos, tecnologia e paciência para rastrear o “pós-vida” das estrelas. No fundo, a ciência aqui não se trata apenas de encontrar um novo objeto no mapa, mas de aprender a ouvir o silêncio do universo. Se as fontes continuarem sumindo sem deixar rastros, a teoria do colapso direto ganhará o peso necessário para mudar nossos livros didáticos.

A ideia de que estrelas podem simplesmente sumir nos convida a uma reflexão sobre a nossa própria percepção da realidade. Estamos acostumados a um cosmos de eventos grandiosos e explosivos, mas a natureza parece ter uma faceta muito mais reservada. Se o nascimento de um buraco negro é um processo calmo e solitário, talvez o universo esteja muito mais povoado por esses gigantes invisíveis do que ousamos projetar. No fim das contas, observar uma estrela que se apaga para sempre nos lembra que a escuridão não é apenas a ausência de luz, mas pode ser o sinal mais forte de que algo novo e infinitamente denso acabou de começar sua jornada eterna.

 

Em uma concepção artística divulgada pela ESA, o sistema planetário “invertido” aparece orbitando a estrela LHS 1903. Crédito: Agência Espacial Européia

Imagine que você está organizando uma estante de livros por tamanho: os menores e mais leves na frente, os pesados e volumosos ao fundo. Essa é, em essência, a regra de ouro que acreditávamos reger o universo. Contudo, a cerca de 116 anos-luz de distância, um sistema estelar chamado LHS 1903 decidiu que a organização convencional é superestimada. Em vez de seguir o padrão do nosso próprio quintal espacial — onde Mercúrio e a Terra são os “pequenos rochosos” internos e Júpiter é o “gigante gasoso” externo — esse novo sistema apresenta uma estrutura que desafia a lógica ja estabelecida.

A anarquia cósmica da estrela LHS 1903

O sistema em questão orbita uma anã vermelha, o tipo de estrela mais onipresente na Via Láctea. O que intriga os pesquisadores não é apenas a presença de quatro planetas, mas a ordem bizarra em que eles se apresentam. Temos um mundo rochoso próximo à estrela, seguido por dois mundos gasosos e, subitamente, um quarto planeta externo que é puramente rochoso. Thomas Wilson, professor assistente no departamento de física da University of Warwick, descreve esse cenário como algo inédito na astronomia moderna. Segundo o estudo publicado na prestigiada revista Science, o planeta mais externo, rotulado como LHS 1903 e, é uma super-Terra com um raio cerca de 1,7 vezes o da nossa casa terrestre.

Encontrar uma rocha sólida flutuando tão longe de seu sol, logo após dois gigantes gasosos, é como descobrir um pinguim morando no Saara. Pela lógica da formação de um exoplaneta (), a região externa de um disco protoplanetário deveria ser o berço perfeito para acumular hidrogênio e hélio, transformando qualquer núcleo sólido em um gigante gasoso inchado. O fato de o LHS 1903 e ter permanecido “magro” e rochoso sugere que ele é um sobrevivente de um processo de fabricação muito mais caótico do que prevíamos originalmente.

Na arquitetura do nosso Sistema Solar, primeiro vêm os mundos rochosos, mais próximos do Sol; depois, aparecem os gigantes gasosos. Crédito: NASA/Lunar and Planetary Institute.

A equipe internacional, que incluiu Sara Seager, renomada professora de física e ciência planetária no Massachusetts Institute of Technology (MIT), utilizou uma bateria de ferramentas de alta precisão para confirmar que não se tratava de um erro de leitura. O trabalho começou com o satélite TESS da NASA, lançado em 2018 para caçar mundos distantes, e foi refinado pelo satélite Cheops da Agência Espacial Europeia (ESA). O Cheops é especializado em medir com precisão o tamanho de planetas que já sabemos que existem, permitindo deduzir se são feitos de rocha, gás ou uma mistura de ambos.

O mistério da linha de neve desobedecida

Para entender por que os astrônomos estão tão perplexos, precisamos falar sobre a “linha de neve”. Em um sistema jovem, existe um limite invisível onde o calor da estrela deixa de ser sufocante. Além desse ponto, compostos como água e dióxido de carbono se condensam em gelo sólido, permitindo que os planetas cresçam rápido o suficiente para que sua gravidade comece a roubar gás do ambiente. No nosso sistema, essa linha ditou que Júpiter seria um gigante e a Terra seria pequena. No entanto, no LHS 1903, essa regra parece ter sido ignorada por completo, ou talvez o disco de poeira simplesmente acabou antes do esperado.

Uma anã vermelha costuma ter discos de formação menores e menos densos que o nosso Sol. Isso levanta a hipótese de que o tempo é o ingrediente secreto dessa anomalia. Wilson e seus colegas sugerem um mecanismo de formação “depauperado em gás”. Nessa teoria, os planetas não nasceram todos ao mesmo tempo. O mundo mais externo pode ter começado sua jornada milhões de anos após os seus vizinhos internos. Quando ele finalmente começou a se aglutinar, a “loja de gás” da galáxia já estava fechando e não havia hidrogênio suficiente sobrando para transformá-lo em um gigante gasoso.

Uma representação conceitual de uma anã vermelha, o mesmo tipo de estrela de LHS 1903 e o mais comum do Universo.

Essa formação tardia é o oposto do que vemos por aqui, onde os pesos-pesados como Júpiter e Saturno foram os primeiros a chegar na festa. No LHS 1903, os gigantes do meio consumiram toda a matéria-prima, deixando apenas migalhas rochosas para o retardatário externo. É uma lição de que na astronomia muito é a sorte de chegar na hora certa para conseguir os melhores recursos. Se o nosso Sistema Solar fosse um restaurante, o LHS 1903 seria aquele lugar que serve a sobremesa antes do prato principal e avisa que o acompanhamento acabou.

O futuro atmosférico sob as lentes do Webb

A curiosidade agora se volta para o que cobre esses mundos. Heather Knutson, professora no Caltech que acompanha o estudo externamente, aponta que o planeta “e” pode ser um laboratório fascinante. Por estar longe de sua estrela, ele talvez seja frio o suficiente para que o vapor de água se condense em nuvens ou até superfícies líquidas. Isso o torna um candidato de elite para observações com o Telescópio Espacial James Webb, que tem a capacidade de “cheirar” a atmosfera de mundos distantes em busca de sinais de vida extraterrestre.

Diferente de modelos anteriores que tentavam explicar planetas rochosos externos através de colisões cataclísmicas que arrancariam suas atmosferas, o cenário de formação sequencial parece muito mais elegante e provável para os cientistas do MIT. Ana Glidden, pesquisadora de pós-doutorado, acredita que esse sistema solar nos ajudará a entender como a evolução planetária funciona ao redor das estrelas mais comuns do universo, que são muito menores e mais temperamentais que o nosso Sol.

O primeiro dia do fim do Universo

Daqui a alguns bilhões de anos, todas as galáxias vão ter se afastado tanto da nossa que não vai dar pra ver nenhuma daqui. Com nenhum equipamento: elas vão se afastar a uma velocidade maior que qualquer luz ou qualquer outro tipo de informação que emitam – raios-x, ondas gravitacionais; qualquer coisa.

É o que já acontece com as galáxias fora do universo observável. A região mais distante que um telescópio pode observar fica a 46 bilhões de anos-luz daqui (para comparar, as estrelas que formam as Três Marias ficam a pouco mais de mil anos-luz). A luz das galáxias mais distantes começou a viagem delas até os nossos olhos há pouco mais de 13 bilhões de anos, quando o Universo era jovem e compacto. Nessa época, essas galáxias mais distantes e o lugar que a Terra ocuparia estavam mais próximos. Só que o Cosmos se expande. Enquanto a luz delas caminhava pelo espaço a 1 bilhão de km/h, a distância que essa mesma luz teve de percorrer para chegar até aqui foi aumentando. Em 13 bilhões de anos, ela esticou de alguns anos-luz de distância para acachapantes 46 bilhões de anos-luz.

Essa é a beirada do universo conhecido. E as galáxias que estão além dessa beirada? Não dá para enxergar nenhuma. Jamais dará. Quanto mais longe está um corpo celeste, mais rápido ele se afasta de nós – a taxa de expansão do tecido do Cosmos cresce com a distância. Bom, nada pode se mover através do espaço mais rápido que a luz (1,08 bilhão de km/h), como Einstein descobriu. Mas tem um detalhe: para o espaço em si não há limite. Ele pode se expandir a qualquer velocidade. E além da barreira dos 46 bilhões de anos-luz de distância, essa velocidade é maior que a da luz. Tudo o que houver além desse ponto está fora do nosso escrutínio.

Existem galáxias – e estrela e planetas – por lá? Provavelmente sim. Mas se em vez de galáxias houver elefantes cor-de-rosa gigantes, não temos como saber. Tem até uma teoria bacana, que diz que, lááááá longe, existem cópias idênticas da Via Láctea, do Sol, da Terra, de você. Mas de novo: jamais vamos saber.