‘Momento transformador’: Telescópio Webb revela seu primeiro vislumbre de um mundo alienígena

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Novas imagens do JWST do exoplaneta HIP 65426 b em diferentes filtros. (Créditos: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), a equipe ERS 1386 e A. Pagan (STScI))

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) acaba de entregar sua primeira imagem direta de um planeta orbitando uma estrela distante.

O brilho fraco do gigante gasoso foi capturado perto de uma jovem estrela a cerca de 350 anos-luz de distância, servindo como uma demonstração da capacidade do telescópio de observar diretamente exoplanetas – uma tarefa tecnicamente difícil, mas que nos dá uma ferramenta diferente para o estudo de mundos alienígenas aos métodos indiretos mais comumente usados.

“Este é um momento transformador”, disse o físico e astrônomo Sasha Hinkley, da Universidade de Exeter, no Reino Unido, “não apenas para Webb, mas também para a astronomia em geral”.

Até o momento, mais de 5.000 planetas orbitando estrelas na Via Láctea fora do Sistema Solar foram observados oficialmente. Destes exoplanetas, a maioria só foi observada indiretamente, através dos efeitos que têm na sua estrela hospedeira.

Quando um exoplaneta passa entre nós e sua estrela hospedeira, a luz da estrela diminui um pouco; se detectarmos esses eventos de escurecimento em intervalos regulares, podemos inferir a presença de um exoplaneta em órbita.

Da mesma forma, a presença de um exoplaneta exercerá uma minúscula atração gravitacional em sua estrela, que podemos detectar como mudanças regulares no comprimento de onda da luz estelar. Ambas as técnicas funcionam melhor para exoplanetas que estão muito próximos de sua estrela.

É muito raro observarmos um exoplaneta diretamente; apenas cerca de 20 foram fotografados em alto contraste até o momento. Os exoplanetas estão muito longe de nossos instrumentos, estando muito pequenos e muito opacos para nós, especialmente em comparação com a luz que brilha de sua estrela hospedeira.

Novas imagens do JWST do exoplaneta (exoplanet) HIP 65426 b em diferentes filtros. Tradução da imagem: planeta (planet) e estrela (star). (Créditos: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), a equipe ERS 1386 e A. Pagan (STScI))

Um exoplaneta pode ser muitas magnitudes mais escuro para nós do que o halo de luz difratando da estrela que orbita; ainda é a melhor ferramenta que temos para caracterizar exoplanetas que orbitam suas estrelas em grandes separações, com longas órbitas de vários anos.

Os cientistas de exoplanetas têm grandes esperanças no JWST, com sua alta sensibilidade. E agora parece que essas esperanças são bem fundamentadas.

O exoplaneta com a imagem direta obtida pelo telescópio é chamado HIP 65426 b, orbitando uma estrela da sequência principal do tipo A chamada HIP 65426 ou HD 116434, a uma distância de cerca de 110 unidades astronômicas – 110 vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Foi descoberto em 2017, usando um instrumento no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul chamado SPHERE. Equipado com um acessório chamado coronógrafo, ele minimiza a luz da estrela para ver o brilho do exoplaneta.

Nos comprimentos de onda do infravermelho próximo detectados pelo VLT, o exoplaneta é cerca de 10.000 vezes mais difuso para nós que a estrela.

Por estar no espaço e, portanto, não ser afetado pela interferência atmosférica, e poder visualizar comprimentos de onda infravermelhos mais longos do que o VLT, as observações do JWST foram capazes de revelar novos detalhes sobre o exoplaneta.

Por exemplo, eles permitiram que o pesquisador determinasse que HIP 65426 b tem cerca de 7,1 vezes a massa de Júpiter. É, portanto, provavelmente um gigante gasoso, tão improvável que seja habitável à vida como a conhecemos.

Mesmo nos comprimentos de onda do infravermelho médio observados pelo instrumento MIRI do JWST, a detecção foi desafiadora, com o exoplaneta ainda chegando a estar alguns milhares de vezes mais difuso para nós que a estrela.

No entanto, o JWST foi capaz de detectar HIP 65426 b em todos os seus sete filtros observacionais e alcançou a primeira detecção direta de um exoplaneta em comprimentos de onda maiores que 5 micrômetros.

“Obter esta imagem foi como cavar um tesouro espacial”, disse o astrônomo Aarynn Carter, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz (EUA). “No começo, tudo o que eu conseguia ver era a luz da estrela, mas com um cuidadoso processamento de imagem consegui remover essa luz e descobrir o planeta.”

O telescópio, disse a equipe, excedeu seu desempenho de contraste esperado por um fator de 10 – extremamente importante para imagens diretas de exoplanetas de alto contraste. Com o desempenho de contraste alcançado, a equipe espera que o telescópio seja capaz de ver exoplanetas tão pequenos quanto um terço da massa de Júpiter, além de separações orbitais de 100 unidades astronômicas.

“Acho que o mais empolgante é que estamos apenas começando”, disse Carter. “Há muito mais imagens de exoplanetas por vir que moldarão nossa compreensão geral de sua física, química e formação. Podemos até descobrir planetas anteriormente desconhecidos também.”

A pesquisa da equipe foi submetida ao servidor de pré-publicação arXiv e foi submetida para revisão por pares.