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O Telescópio Espacial James Webb pode adicionar outra conquista cósmica à sua lista: o observatório espacial foi usado para confirmar a existência de um exoplaneta pela primeira vez.
O corpo celeste, conhecido como LHS 475 b e localizado fora do nosso sistema solar, tem quase exatamente o mesmo tamanho da Terra. O mundo rochoso está a 41 anos-luz de distância na constelação de Octans.
Dados anteriores coletados pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, ou TESS, sugeriram que o planeta poderia existir.
Uma equipe de pesquisadores, liderada por funcionários o astrônomo Kevin Stevenson e o colega de pós-doutorado Jacob Lustig-Yaeger no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, observaram o alvo usando o Webb. Eles observaram quedas na luz das estrelas quando o planeta passou na frente de sua estrela hospedeira, chamada de trânsito, e observaram a ocorrência de dois trânsitos.
“Não há dúvida de que o planeta está lá. Os dados originais do Webb o validam”, disse Lustig-Yaeger em um comunicado.
A descoberta do planeta foi anunciada na quarta-feira na 241ª reunião da American Astronomical Society em Seattle.
“O fato de ser também um planeta pequeno e rochoso é impressionante para o observatório”, disse Stevenson.
O Webb é o único telescópio capaz de caracterizar as atmosferas de exoplanetas do tamanho da Terra. A equipe de pesquisa usou o Webb para analisar o planeta em vários comprimentos de onda de luz para ver se ele possui uma atmosfera. Por enquanto, a equipe não conseguiu tirar conclusões definitivas, mas a sensibilidade do telescópio captou uma série de moléculas que estavam presentes.
“Existem algumas atmosferas do tipo terrestre que podemos descartar”, disse Lustig-Yaeger. “Não pode ter uma atmosfera espessa dominada por metano, semelhante à da lua de Saturno, Titã.”
Os astrônomos terão outra chance de observar o planeta novamente durante o verão e realizar análises de acompanhamento sobre a presença potencial de uma atmosfera.
As detecções de Webb também revelaram que o planeta é algumas centenas de graus mais quente que o nosso planeta. Se os pesquisadores detectarem alguma nuvem no LHS 475 b, pode ser mais parecido com Vênus – que é considerado o gêmeo mais quente da Terra com uma atmosfera de dióxido de carbono.
“Estamos na vanguarda do estudo de exoplanetas pequenos e rochosos”, disse Lustig-Yaeger. “Nós mal começamos a arranhar a superfície de como suas atmosferas podem ser.”
O planeta completa uma única órbita em torno de sua estrela anã vermelha a cada 2 dias terrestres. Dado que a estrela tem menos da metade da temperatura do nosso sol, é possível que o planeta ainda mantenha uma atmosfera apesar de sua proximidade com a estrela.
Os pesquisadores acreditam que sua descoberta será apenas a primeira de muitas no futuro de Webb.
“Estes primeiros resultados observacionais de um planeta rochoso do tamanho da Terra abrem as portas para muitas possibilidades futuras para estudar atmosferas de planetas rochosos com o Webb”, disse Mark Clampin, diretor da Divisão de Astrofísica na sede da NASA, em um comunicado. “Webb está nos aproximando cada vez mais de uma nova compreensão de mundos semelhantes à Terra fora do Sistema Solar, e a missão está apenas começando.”
Mais observações do Webb foram compartilhadas na reunião de quarta-feira, incluindo visões nunca antes vistas de um disco empoeirado girando em torno de uma estrela anã vermelha próxima.
As imagens do telescópio marcam a primeira vez que tal disco foi capturado nesses comprimentos de onda infravermelhos de luz, que são invisíveis ao olho humano.
O disco empoeirado ao redor da estrela, chamado AU Mic, representa os remanescentes da formação do planeta. Quando pequenos objetos sólidos chamados planetesimais – um planeta em formação – colidiram uns com os outros, eles deixaram para trás um grande anel de poeira ao redor da estrela e formaram um disco de detritos.
“Um disco de detritos é continuamente reabastecido por colisões de planetesimais. Ao estudá-lo, obtemos uma janela única para a história dinâmica recente desse sistema”, disse o principal autor do estudo Kellen Lawson, bolsista do programa de pós-doutorado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e membro da equipe de pesquisa que estudou o AU Mic .
As capacidades do Webb permitiram aos astrônomos ver a região perto da estrela. Suas observações e dados podem fornecer informações que ajudam na busca de planetas gigantes que formam órbitas amplas em sistemas planetários, não muito diferentes de Júpiter e Saturno em nosso sistema solar.
O disco AU Mic está localizado a 32 anos-luz de distância na constelação Microscopium. A estrela tem cerca de 23 milhões de anos, então a formação de planetas já cessou ao redor da estrela – já que esse processo costuma levar menos de 10 milhões de anos, segundo os pesquisadores. Outros telescópios detectaram dois planetas orbitando a estrela.
“Este sistema é um dos poucos exemplos de uma estrela jovem, com exoplanetas conhecidos e um disco de detritos próximo e brilhante o suficiente para ser estudado de forma holística usando os poderosos instrumentos do Webb”, disse o coautor do estudo, Josh Schlieder, investigador principal do programa de observação no Goddard Space Flight Center da NASA.
O telescópio Webb também foi usado para espiar dentro de NGC 346, uma região de formação estelar localizada em uma galáxia anã vizinha chamada Pequena Nuvem de Magalhães.
Cerca de 2 bilhões a 3 bilhões de anos após o big bang que criou o universo, as galáxias estavam cheias de fogos de artifício de formação de estrelas. Este pico de formação estelar é chamado de “meio-dia cósmico”.
“Uma galáxia durante o meio-dia cósmico não teria um NGC 346, como a Pequena Nuvem de Magalhães; teria milhares”, disse Margaret Meixner, astrônoma da Universities Space Research Association e investigadora principal da equipe de pesquisa, em um comunicado.
“Mesmo que o NGC 346 seja agora o único aglomerado massivo formando estrelas furiosamente em sua galáxia, ele nos oferece uma grande oportunidade de sondar as condições que existiam no meio-dia cósmico.”
Observar como as estrelas se formam nesta galáxia permite aos astrônomos comparar a formação de estrelas em nossa própria galáxia, a Via Láctea.
Na nova imagem do Webb, estrelas em formação podem ser vistas puxando gás e poeira em forma de fita de uma nuvem molecular circundante. Este material alimenta a formação de estrelas e, eventualmente, planetas.
“Estamos vendo os blocos de construção, não apenas de estrelas, mas também potencialmente de planetas”, disse o co-investigador Guido De Marchi, membro do corpo docente de ciências espaciais da Agência Espacial Européia, em um comunicado. “E como a Pequena Nuvem de Magalhães tem um ambiente semelhante ao das galáxias durante o meio-dia cósmico, é possível que os planetas rochosos possam ter se formado mais cedo na história do Universo do que pensávamos.”
