Atualizado 19 de novembro de 2025 por Sergio A. Loiola
Pela primeira vez foi gerado um Mapa 3D da atmosfera de um exoplaneta. Está inaugurada nova fase da Astronomia e Astrobiologia para compreender cada mundo distante com seu próprio modelo.
Uma equipe internacional de astrônomos gerou o mapa a partir do Telescópio Espacial James Webb, sobre o exoplaneta WASP-18b, a 400 anos-luz da Terra.
O Mapa 3D revelou uma atmosfera com zonas de temperatura distintas — uma delas tão escaldante que decompõe o vapor d’água.
O artigo foi publicado na Revista Nature Astronomy.
A seguir veremos como foi gerado o mapa 3D do planeta gasoso, e o que ele revelou. Em texto, imagens e vídeos.
Qual a importância de gerar mapas 3D para o estudo da Astrobiologia e Astronomia de Exoplanetas? Deixe seu comentário no final!
Vídeo 1: Como o James Webb analisa a atmosfera de outros planetas
Vídeo 2: Planeta Com Atmosfera Semelhante A Terra Encontrado
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Primeiro mapa 3D da atmosfera de um exoplaneta revelou variações extremas de temperatura
O mapa de temperatura da equipe é de um planeta conhecido como WASP-18b, um gigante gasoso como Júpiter em nosso sistema solar, mas localizado a 400 anos-luz da Terra.
Ele está tão perto de sua estrela e é tão quente que os cientistas o chamam de “Júpiter ultraquente”.
Ao medir a emissão de comprimentos de onda específicos de luz em um exoplaneta gigante e muito quente, a equipe conseguiu determinar a variação atmosférica extremas desse mundo distante.
O trabalho da equipe demonstra uma técnica chamada mapeamento de eclipses em 3D, ou mapeamento espectroscópico de eclipses.
O projeto se baseia em um modelo 2D que membros da mesma equipe publicaram em 2023, o qual demonstrou o potencial do mapeamento de eclipses para aproveitar observações de alta sensibilidade feitas pelo JWST, o telescópio espacial mais poderoso da Terra.
Operado pela NASA, o JWST também conta com o apoio da Agência Espacial Europeia e da Agência Espacial Canadense.
“O mapeamento de eclipses nos permite obter imagens de exoplanetas que não podemos ver diretamente, porque suas estrelas hospedeiras são muito brilhantes”, disse Ryan Challener, um pesquisador de pós-doutorado em Cornell.
“Com este telescópio e esta nova técnica, podemos começar a entender os exoplanetas da mesma forma que entendemos nossos vizinhos do sistema solar.”
Assim como os telescópios terrestres permitiram aos astrônomos começar a caracterizar a Grande Mancha Vermelha de Júpiter há muito tempo, o JWST agora permitirá que os cientistas comecem a caracterizar mais atmosferas de exoplanetas com essa técnica, disse a equipe.
Challener foi anteriormente pesquisador de pós-doutorado no grupo de Rauscher na UM, onde começou a desenvolver um código de computador capaz de extrair informações térmicas 3D dos dados do JWST.
Mansfield também tem uma ligação com a UM: partes da metodologia que ela trouxe para o novo projeto foram concebidas em um workshop organizado por Rauscher em 2018.
“Definitivamente, sinto um certo orgulho disso”, disse Emily Rauscher, da Universidade de Michigam. “Aqui em Michigan, conseguimos contribuir para que essa observação se tornasse realidade.”
A equipe incluiu cerca de três dezenas de pesquisadores de mais de 20 instituições em todo o mundo. A pesquisa foi financiada pelo Programa de Divulgação Antecipada de Ciência da Comunidade de Exoplanetas em Trânsito do JWST.
Vídeo 1: Como o James Webb analisa a atmosfera de outros planetas
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Variações térmicas complexas no lado diurno do planeta: Um ponto quente rodeado por temperaturas mais frias
A técnica inovadora utilizada, denominada mapeamento de eclipse 3D, permitiu aos pesquisadores desvendar variações térmicas complexas no lado diurno do planeta, incluindo a identificação de um ponto quente rodeado por um anel de temperaturas mais frias.
Detectar exoplanetas já é um desafio por si só. A luz de suas estrelas hospedeiras pode ofuscar a luz emitida pelos planetas. Em termos de brilho, os exoplanetas geralmente têm menos de 0,1% do brilho de suas estrelas.
“A analogia é a de um vaga-lume em frente a um farol”, disse Rauscher. “Mas nós sabemos quando o planeta está na frente e quando está atrás da estrela. Podemos medir aquela pequena queda de brilho que antes era a luz vinda do planeta.”
O JWST consegue medir com precisão como essa luz se perde à medida que o planeta se move atrás da estrela.
Isso permite que os cientistas relacionem mudanças mínimas na luz a regiões específicas para produzir um mapa de brilho em um espectro de diferentes comprimentos de onda, ou cores.
Essas informações espectroscópicas podem ser convertidas em temperaturas em três dimensões: latitude, longitude e altitude.
O WASP-18b, que tem aproximadamente a massa de 10 Júpiteres, completa uma órbita em apenas 23 horas e apresenta temperaturas próximas a 5.000 graus Fahrenheit.
Isso proporcionou ao JWST um sinal relativamente forte, tornando-o um bom caso de teste para a nova técnica de mapeamento.
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O planeta WASP-18b está travado à sua estrela, assim como a Lua apresenta sempre o mesmo lado para a sua estrela
Embora seu raio seja apenas ligeiramente maior do que o de Júpiter, sua massa é dez vezes superior à do gigante gasoso do nosso Sistema Solar. A característica que define o seu clima é a proximidade extrema de sua estrela hospedeira.
Este exoplaneta orbita a meros 0,02024 unidades astronômicas (UA) de sua estrela, completando uma órbita em apenas 0,9 dias terrestres.
Para fornecer um contexto, o planeta Mercúrio, o mais interno do nosso sistema, orbita o Sol a 0,387 UA e leva 88 dias para completar uma volta.
Devido a essa proximidade intensa, o WASP-18b está gravitacionalmente travado à sua estrela, assim como a Lua está travada à Terra, significando que o planeta apresenta sempre o mesmo lado para a sua estrela
Os pesquisadores identificaram variações significativas na temperatura e na composição química da atmosfera nessa região que recebe a luz estelar de forma contínua.
A nova visão do exoplaneta confirmou regiões espectroscopicamente distintas no lado visível do WASP-18b, o lado sempre voltado para a estrela devido à sua órbita sincronizada pelas forças de maré.
O planeta apresenta um “ponto quente” circular onde a luz estelar incide com maior intensidade e onde os ventos parecem fracos demais para redistribuir o calor.
Ao redor do ponto quente, há um anel mais frio próximo às bordas externas visíveis do planeta, ou limbo. Notavelmente, Challener afirmou que as medições mostraram níveis de vapor d’água no ponto quente inferiores à média do WASP-18b.
“Acreditamos que isso seja uma evidência de que o planeta está tão quente nessa região que está começando a decompor a água”, disse Challener.
“Isso já havia sido previsto pela teoria, mas é realmente empolgante ver isso com observações reais.”
A equipe afirmou que observações adicionais do JWST podem ajudar a melhorar a resolução espacial do primeiro mapa tridimensional do eclipse.
Além disso, a técnica já permite mapear a variação tridimensional da temperatura de outros Júpiteres quentes, que representam centenas dos mais de 6.000 exoplanetas confirmados até o momento.
“Uma das coisas mais interessantes sobre os exoplanetas é que a maioria dos planetas que encontramos é completamente diferente dos do nosso sistema solar”, disse Rauscher.
“Então, é muito divertido tentar descobrir como pegar o que entendemos, mais ou menos, sobre o nosso sistema solar e estender esse conhecimento a situações tão diferentes.”
Bibliografia
Revista Nature Astronomy
Horizontal and vertical exoplanet thermal structure from a JWST spectroscopic eclipse map
Michigan University
Now in 3D, the maps are beginning to focus on exoplanets.
Astrobiology
3D Maps Bring Exoplanets Into Focus
Política de Uso
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Primeiro Mapa 3D da Atmosfera de um Exoplaneta Inaugura Nova Fase
