55 Cancri e: planeta de lava tem atmosfera rica em hidrogênio, revela James Webb

O que você precisa saber

• O James Webb observou 55 Cancri e, um planeta de lava a 41 anos-luz da Terra, e descobriu uma atmosfera ativa e surpreendente.
• A atmosfera é rica em hidrogênio e monóxido de carbono — exatamente o oposto do que os modelos científicos previam.
• Variações entre cinco observações distintas sugerem que vulcões ativos podem estar liberando gases continuamente na atmosfera.
• A descoberta muda o que sabemos sobre como planetas rochosos extremos formam e mantêm suas atmosferas.

Imagine um planeta onde não existe terra firme. Nenhuma praia, nenhuma montanha, nenhuma planície — apenas um oceano interminável de rocha derretida, incandescente, borbulhando sob um céu de gases explosivos. Esse não é um cenário de ficção científica: é 55 Cancri e, um exoplaneta real a apenas 41 anos-luz da Terra.

Agora, graças ao Telescópio Espacial James Webb, sabemos mais do que nunca sobre o que envolve esse mundo infernal. Pesquisadores observaram o planeta cinco vezes usando o telescópio mais poderoso já construído — e chegaram a uma conclusão surpreendente: a atmosfera de 55 Cancri e é rica em hidrogênio, o que contradiz o que a maioria dos modelos científicos previa.

O estudo foi recentemente submetido para publicação na revista Nature Astronomy e pode ajudar a entender como planetas rochosos extremos se formam e evoluem ao longo do tempo.

Um mundo de lava a 41 anos-luz de distância

Antes de tudo, vale entender o que é “41 anos-luz”. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano inteiro — viajando a 300 mil quilômetros por segundo, sem parar. Essa distância é tão absurda que nosso cérebro não consegue imaginar concretamente. Mas em termos astronômicos, 41 anos-luz é considerada uma distância relativamente próxima de nós.

55 Cancri e é classificado como uma super-Terra — pense em uma versão maior e mais pesada do nosso planeta. Ele tem quase o dobro do raio da Terra e pesa cerca de 8 vezes mais. Mas aí termina qualquer semelhança com o nosso lar.

O planeta orbita sua estrela — parecida com o nosso Sol — em apenas 0,7 dias. Para ter uma ideia, Mercúrio, o planeta mais próximo do Sol no nosso sistema solar, leva 88 dias para completar uma órbita. 55 Cancri e faz o mesmo em menos de 17 horas. Essa proximidade extrema gera temperaturas que derretem qualquer rocha conhecida, criando um oceano de magma na face voltada para a estrela.

Além disso, o planeta é travado gravitacionalmente à sua estrela. Funciona assim: assim como a Lua sempre nos mostra o mesmo lado, 55 Cancri e sempre mostra a mesma face para sua estrela. Um lado vive em eterno dia escaldante; o outro, em noite permanente.

Ilustração científica oficial da NASA mostrando o exoplaneta 55 Cancri e travado gravitacionalmente à sua estrela com superfície de lava incandescente — Conceito artístico da NASA ilustrando 55 Cancri e com seu oceano de lava — o planeta sempre mostra a mesma face para sua estrela, tornando o lado diurno um inferno de rocha derretida.

Como o James Webb observou a atmosfera do planeta?

Para estudar a atmosfera de 55 Cancri e, os pesquisadores usaram uma técnica chamada eclipse secundário. A ideia é simples: quando o planeta passa atrás de sua estrela, o telescópio capta apenas a luz da estrela sozinha. Quando o planeta reaparece, a luz combinada dos dois retorna. Comparando essas duas medições, é possível deduzir o que o planeta emite — e, portanto, o que existe em sua atmosfera.

O James Webb realizou esse tipo de observação cinco vezes. É como tirar cinco fotos do mesmo lugar em dias diferentes e comparar os detalhes minuciosamente. Os pesquisadores ficaram intrigados ao notar que as medições variaram entre as cinco observações — um sinal de que algo estava mudando na atmosfera do planeta entre cada passagem.

Hidrogênio em abundância: uma descoberta que desafia os modelos

Os modelos científicos existentes previam que a atmosfera de um planeta de lava como 55 Cancri e seria dominada por monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO₂) — com pouco ou nenhum hidrogênio. O CO₂ você já conhece: é o gás que exalamos ao respirar e que as plantas absorvem. O CO é parecido, mas com um átomo de oxigênio a menos — e é altamente tóxico para nós.

O que o James Webb encontrou foi diferente: grandes quantidades de CO, pequenas quantidades de CO₂, e muito hidrogênio. Para os cientistas, essa composição funciona como uma impressão digital do interior do planeta — ela revela como é o oceano de magma lá dentro.

O conceito-chave aqui é o estado redox do planeta. Parece complexo, mas pense assim: é como o pH de um produto que você usa em casa — ele indica se a substância é mais ácida ou mais básica. No caso de planetas, o estado redox mede o equilíbrio entre oxigênio e hidrogênio no interior. Em 55 Cancri e, o interior favorece fortemente o hidrogênio, o que significa que quando gases escapam do magma, eles são predominantemente ricos em hidrogênio.

Gráfico científico da NASA com dados do instrumento MIRI do James Webb mostrando o espectro de emissão e eclipse secundário do exoplaneta 55 Cancri e — Dados reais do James Webb mostrando a curva de eclipse secundário de 55 Cancri e — é a partir desse tipo de gráfico que os cientistas deduzem a composição química da atmosfera do planeta.

Vulcões, nuvens e uma atmosfera geologicamente viva

As variações entre as cinco observações do James Webb intrigaram os pesquisadores. Uma hipótese é que o planeta passa por ciclos de outgassing — em português, desgaseificação. Pense assim: é como abrir uma garrafa de refrigerante que foi agitada. O gás que estava dissolvido no líquido começa a escapar com força. Em 55 Cancri e, o magma faz o papel da bebida, e os gases escapam continuamente para a atmosfera.

Esses gases poderiam formar nuvens que resfriam temporariamente a superfície, até que novas emissões as dispersem — e o ciclo se repete. Isso sugere que 55 Cancri e não é um mundo estático e morto, mas um planeta geologicamente ativo, com sua atmosfera sendo constantemente renovada a partir do interior em fusão.

Outros mundos de lava no universo

55 Cancri e não é o único planeta de lava que os cientistas conhecem. Na última década, vários outros foram descobertos: K2-141 b (orbita sua estrela em apenas 6,7 horas), L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d e CoRoT-7 b. Todos são travados gravitacionalmente às suas estrelas e experimentam temperaturas extremas.

Uma comparação interessante é com Io, a lua vulcânica de Júpiter — um dos mundos mais ativos do nosso sistema solar. Mas há uma diferença crucial: o vulcanismo de Io é causado pela força gravitacional de Júpiter, que “amassa” a lua continuamente como uma esponja. Nos planetas de lava como 55 Cancri e, o vulcanismo vem do calor extremo irradiado pela estrela próxima — um mecanismo completamente diferente.

Perguntas frequentes

55 Cancri e poderia ter vida?
Não. As temperaturas na superfície superam mil graus Celsius, e a atmosfera é formada por gases tóxicos. Qualquer molécula orgânica seria destruída instantaneamente.

Por que o James Webb consegue estudar atmosferas de planetas tão distantes?
O James Webb possui instrumentos extremamente sensíveis que captam luz infravermelha — o “calor” emitido pelos objetos. Isso permite detectar assinaturas químicas em atmosferas de planetas a dezenas de anos-luz de distância.

O que diferencia um planeta de lava de outros exoplanetas rochosos?
Planetas de lava são tão próximos de suas estrelas que suas superfícies derretem completamente. A maioria dos exoplanetas rochosos fica em órbitas mais distantes, com temperaturas que permitem a existência de materiais sólidos na superfície.

E não se esqueça, mantenha sempre seus olhos no céu!