James Webb captura imagens diretas de CO2 fora do Sistema Solar pela primeira vez

Um artigo publicado nesta segunda-feira (17) no periódico científico The Astrophysical Journal relata que o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, registrou, pela primeira vez, imagens diretas de dióxido de carbono (CO₂) em um planeta fora do Sistema Solar. 

A descoberta foi feita no sistema HR 8799, localizado a 130 anos-luz da Terra, que é um dos mais estudados para entender a formação planetária. De acordo com as observações, os quatro planetas gigantes desse sistema se formaram de maneira semelhante a Júpiter e Saturno, acumulando lentamente núcleos sólidos antes de capturar gás ao redor. 

Em poucas palavras:

• O Telescópio James Webb registrou CO₂ diretamente em exoplanetas pela primeira vez;
• A detecção se deu nos planetas gigantes de HR 8799, que se formaram por acreção de núcleo, como Júpiter;
• Também foi analisado o sistema 51 Eridani, para comparar formações planetárias;
• O JWST usa coronógrafos para bloquear a luz estelar e estudar atmosferas;
• A imagem direta é mais precisa que métodos baseados em trânsitos estelares.

Dados do James Webb podem ajudar a entender a formação do Sistema Solar

Os dados confirmam a capacidade do observatório de analisar diretamente a composição química das atmosferas dos exoplanetas, sem depender apenas da luz estelar refletida.

“Detectamos fortes sinais de dióxido de carbono, o que sugere a presença de elementos pesados, como carbono, oxigênio e ferro, nas atmosferas desses planetas”, explicou William Balmer, astrofísico da Universidade Johns Hopkins e autor principal do estudo, em um comunicado. “Isso reforça a ideia de que eles se formaram por acreção de núcleo, um achado significativo para planetas que conseguimos observar diretamente”.

A pesquisa também analisou outro sistema estelar, 51 Eridani, localizado a 96 anos-luz da Terra. Assim como HR 8799, ele apresenta planetas gigantes jovens que ainda brilham intensamente em luz infravermelha, permitindo que os cientistas estudem sua formação e comparem com a de estrelas e anãs marrons.

Planetas gigantes podem surgir de duas formas principais: pela acreção de núcleo, em que uma estrutura sólida atrai gás gradualmente, ou pelo colapso repentino do disco de matéria ao redor de uma estrela jovem. Determinar qual desses processos é mais comum ajuda os astrônomos a entender a diversidade dos sistemas planetários e sua relação com o nosso próprio Sistema Solar.

“Nosso objetivo é compreender o lugar da Terra no Universo, comparando nosso Sistema Solar com outros sistemas planetários”, disse Balmer. “Queremos saber se há padrões universais na formação dos planetas ou se nosso sistema é uma exceção”.

Imagens diretas de exoplanetas representam grande desafio

A obtenção de imagens diretas de exoplanetas ainda é um grande desafio. Normalmente, esses objetos são ofuscados pela luz intensa de suas estrelas, tornando sua observação complexa. No entanto, o JWST possui coronógrafos que bloqueiam essa luz, permitindo que os astrônomos detectem o brilho infravermelho dos planetas e analisem detalhes de suas atmosferas.

“Esses planetas gigantes possuem mais elementos pesados do que imaginávamos, um indício de que se formaram por acreção de núcleo, como os gigantes gasosos do nosso Sistema Solar”, explicou Laurent Pueyo, astrônomo do Instituto de Ciência de Telescópios Espaciais (STScI) e coautor do estudo.

Os pesquisadores também detectaram dióxido de carbono no planeta 51 Eridani b, localizado a 4,1 micrômetros de comprimento de onda. Essa descoberta comprova a sensibilidade do Webb para identificar exoplanetas fracos em meio ao brilho de suas estrelas.

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Webb já detectou indiretamente CO2 em outro planeta

O telescópio já havia detectado dióxido de carbono em outro exoplaneta, WASP-39 b, em 2022, mas por meio de um método indireto, analisando como a luz da estrela era filtrada pela atmosfera do planeta durante um trânsito. Agora, com a técnica de imagem direta, a análise se torna mais precisa.

“Sabíamos que o Webb poderia medir as cores dos exoplanetas, mas precisávamos confirmar se sua tecnologia permitiria acessar planetas internos em sistemas de imagem direta”, destacou Rémi Soummer, especialista do STScI. “Agora temos essa resposta e podemos explorar ainda mais esses mundos distantes”.

Os cientistas pretendem ampliar as observações para outros planetas gigantes, comparando sua composição com modelos teóricos. Segundo Balmer, entender a formação desses corpos celestes pode ter implicações importantes para a habitabilidade de planetas rochosos como a Terra.

“Planetas gigantes podem influenciar drasticamente a estabilidade e a evolução de sistemas planetários”, explicou. “Se eles se movem de forma desordenada, podem perturbar ou até proteger planetas menores, afetando diretamente suas chances de abrigar vida”.

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