O Telescópio Espacial James Webb revelou a existência de um novo planeta gigante situado fora do nosso Sistema Solar. Este corpo celeste, denominado Beta Pictoris d, estava previamente oculto em um dos sistemas planetários mais investigados da nossa galáxia.
De acordo com a NASA, a descoberta não se baseou apenas em imagens visuais, mas sim na identificação da «assinatura química» presente na atmosfera do planeta.
O sistema Beta Pictoris, que se encontra a 63 anos-luz da Terra, já era conhecido por possuir dois planetas gigantes: Beta Pictoris b e Beta Pictoris c. Com esta nova confirmação, os astrônomos estabeleceram a existência de um terceiro membro, o Beta Pictoris d.
A investigação foi conduzida por Aidan Gibbs, pesquisador de pós-doutorado afiliado à Universidade da Califórnia em San Diego, e os resultados foram publicados no periódico Astrophysical Journal Letters. Gibbs comentou que este achado acrescenta um elemento a um sistema planetário já notável, sugerindo que Beta Pictoris serve como um laboratório natural para estudar a formação e evolução de sistemas planetários ao longo do tempo.
É relevante notar que a equipe não tinha como objetivo primário encontrar um novo planeta. Os pesquisadores estavam analisando o planeta Beta Pictoris b utilizando o instrumento NIRSpec do James Webb quando detectaram um sinal incomum nos dados coletados. O padrão observado apontava para a presença de monóxido de carbono, um indicador característico de atmosferas de planetas gigantes.
A análise espectral possibilitou aos cientistas confirmar que o objeto em questão era, de fato, um planeta, descartando hipóteses de ser uma estrela distante ou outro tipo de corpo espacial. Além disso, essa metodologia permitiu determinar aspectos sobre sua composição e movimento. As estimativas principais para Beta Pictoris d incluem:
Posteriormente, observações realizadas com o instrumento MIRI, também pertencente ao Webb, identificaram vapor de água e metano na atmosfera do planeta, o que fortaleceu a confirmação da sua natureza. Jean-Baptiste Ruffio, cientista da Universidade da Califórnia em San Diego, ressaltou o valor dessa técnica, afirmando que ela permite não só identificar um planeta, mas imediatamente começar a estudar sua temperatura, química e movimento.
Beta Pictoris d permaneceu oculto por vários anos devido à sua localização dentro de um dos discos de detritos mais luminosos já observados. A poeira circundante à estrela atua como uma barreira, complicando a distinção entre planetas e outras estruturas celestes.
A técnica empregada pelo Webb permite a busca por assinaturas químicas específicas da atmosfera, mesmo em cenários ambientais mais complexos. Esta descoberta não só contribui para um entendimento mais profundo do sistema Beta Pictoris, mas também demonstra que a espectroscopia pode inaugurar novas vias para localizar mundos distantes que escapam aos métodos tradicionais de observação. Os pesquisadores planejam prosseguir com a análise dos dados do James Webb para obter mais informações sobre a trajetória, composição atmosférica e temperatura de Beta Pictoris d. O telescópio opera como uma missão internacional coordenada pela NASA em colaboração com a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA).
Um estudo conduzido por cientistas da Universidade de Chicago sugere que uma vasta categoria de exoplanetas, conhecidos como sub-Netunos, pode conter volumes de água maiores do que se acreditava anteriormente.
A pesquisa, divulgada na segunda-feira anterior (dia 13) no periódico The Astrophysical Journal, indica que em certos mundos localizados fora do Sistema Solar, a água pode estar concentrada em camadas internas profundas. Devido a isso, os instrumentos de observação atuais, incluindo o Telescópio Espacial James Webb, não conseguem detectá-la diretamente.
Os pesquisadores chegaram a essa conclusão ao examinar modelos físico-químicos de planetas como o TOI-270 d, situado na constelação de Pictor. O foco do estudo era compreender como a constituição atmosférica desses corpos pode mascarar características presentes em seus interiores.
As simulações demonstraram que a água pode permanecer oculta no interior dos exoplanetas. Os sub-Netunos constituem uma das populações planetárias mais frequentes identificadas na galáxia, mas permanecem entre os objetos mais complexos de serem entendidos. Embora sejam menores que Netuno, eles não possuem atributos suficientes para serem classificados como planetas rochosos similares à Terra.
Como não há um paralelo conhecido no nosso Sistema Solar, os cientistas dependem de simulações para estimar a composição desses mundos. As teorias atuais sugerem uma mistura variável de rocha, gases e água, mas a proporção exata entre esses elementos ainda é incerta.
O Telescópio Espacial James Webb auxilia na análise de moléculas na atmosfera de planetas distantes, observando a luz estelar que atravessa essas envolventes gasosas durante os trânsitos planetários. Este método é útil para identificar substâncias químicas, mas não revela automaticamente a estrutura interna desses mundos.
O desafio principal reside em estabelecer uma ligação entre o que é visível na atmosfera e a estrutura das camadas mais profundas do planeta. A equipe liderada por Caroline Piaulet-Ghorayeb investigou exatamente essa conexão ao revisar modelos sobre a distribuição de materiais dentro dos sub-Netunos.
O estudo contestou uma suposição anterior dos cientistas: a ideia de que, por serem planetas quentes, suas moléculas estariam distribuídas de forma homogênea, permitindo que a atmosfera refletisse o estado do resto do planeta. Novos cálculos mostraram que essa homogeneização pode não ser tão simples. Dependendo da composição e das condições internas, a água e o hidrogênio podem se separar.
Em mundos com atmosferas mais frias ou com alta concentração de água, este elemento pode migrar para regiões abaixo das camadas dominadas pelo hidrogênio, fazendo com que a assinatura da água fique inacessível aos telescópios.
Para investigar esse cenário, os pesquisadores usaram o exoplaneta TOI-270 d como referência. Observações do Webb detectaram sinais atmosféricos de hidrogênio, metano e dióxido de carbono, uma combinação que, segundo os cientistas, pode sinalizar a existência de grandes volumes de água.
Contudo, a água não se comporta de maneira única em ambientes extremos; ela pode existir em diversos estados físicos, incluindo o estado de fluido supercrítico, que ocorre sob pressões e temperaturas extremamente altas. A equipe avaliou como variações nas proporções de hidrogênio e água modificam a arquitetura do planeta, concluindo que pequenas alterações na composição podem alterar a distribuição interna desses materiais.
Eliza Kempton, coautora do estudo, esclareceu que as metodologias atuais ainda não permitem confirmar se o TOI-270 d pertence ao grupo de planetas com água profunda ou a outra classificação. Ela afirmou: «Com as técnicas atuais, ainda não temos capacidade de confirmar ou excluir em qual categoria o planeta TOI-270 d se encaixa».
Mesmo que esses mundos não possuam condições ideais para a vida humana, entender sua composição contribui para explicar a formação e evolução planetária. A água é crucial em estudos sobre ambientes potencialmente habitáveis, mas sua detecção em planetas distantes é difícil, pois sua presença pode ser confundida com misturas de rocha e gases.
Leslie Rogers, coautora e professora associada, apontou que a dificuldade está ligada às propriedades físicas da molécula: «A água possui densidade intermediária, então ela pode ser imitada por uma mistura de rocha e gás». Para Caroline Piaulet-Ghorayeb, pesquisadora de pós-doutorado na Universidade de Chicago e primeira autora, a descoberta enfatiza que as observações de novos telescópios devem ser interpretadas com cautela, pois «é muito possível que esses planetas estejam escondendo muito mais água do que suas atmosferas revelam».
A investigação reforça que os dados atmosféricos obtidos por telescópios avançados representam apenas uma faceta desses mundos, mantendo a composição interna dos exoplanetas como uma questão aberta para a astronomia.
Astrônomos identificaram evidências de uma galáxia maciça em processo de extinção, especificamente devido à remoção do gás essencial para a criação de novas estrelas, observada apenas 1,4 bilhão de anos após o Big Bang. Este estudo foi divulgado na plataforma arXiv e ainda aguarda a validação por pares.
A galáxia em questão, denominada C26, integra um agrupamento de galáxias em desenvolvimento conhecido como SPT2349-56, que abriga aproximadamente 30 galáxias ativas em uma área concentrada do universo primordial.
A C26 apresenta uma morfologia peculiar, caracterizada por uma seção central densa e uma longa cauda, assemelhando-se a um cometa. A direção desta cauda aponta para o núcleo do aglomerado, um detalhe considerado fundamental para a compreensão do seu estado atual, conforme relatado pelo Phys.org.
Utilizando dados obtidos pelos telescópios Hubble e James Webb, uma equipe liderada por Dazhi Zhou, da Universidade da Colúmbia Britânica, realizou uma análise da massa e das características de formação estelar em diferentes partes da galáxia. A porção central possui uma massa estimada em cerca de 22 bilhões de massas solares, enquanto a cauda, que inclui uma área compacta chamada de 'nó', conta com aproximadamente 6 bilhões de massas solares.
Ao calcular a quantidade de gás frio disponível para iniciar a formação estelar, os pesquisadores notaram um aspecto preocupante: embora existam dezenas de bilhões de massas solares de gás, mais da metade desse material não se encontra dentro da própria galáxia. Esse gás foi expelido e agora se dispersa na longa cauda, apresentando um estado de calma que impede seu uso na formação estelar.
Existem dois processos comuns pelos quais uma galáxia pode perder seu gás: a fusão com outra galáxia ou o fenômeno conhecido como 'ram-pressure stripping'. Este último ocorre quando a galáxia atravessa o meio intergaláctico denso, e este ambiente arranca seu gás, comparável ao vento que remove folhas de uma árvore em movimento.
Os cientistas descartaram a hipótese de fusão, visto que o único potencial parceiro de colisão — o 'nó' na cauda — é excessivamente massivo para ter causado tal perda gravitacional de gás. Todas as evidências convergem para o 'ram-pressure stripping'. O movimento do gás é descrito como suave e contínuo, e a orientação da cauda diretamente para o centro do aglomerado corrobora o rastro deixado por uma galáxia em trânsito. Apesar da abundância de gás remanescente, a taxa de formação estelar da C26 permanece notavelmente baixa.
A ausência de gás leva inevitavelmente ao fim da formação estelar, um processo denominado 'quenching'. A equipe propõe que a C26 se encontra em uma fase intermediária: ela ainda produz estrelas, mas já perdeu a maior parte do suprimento necessário para manter essa atividade. Os pesquisadores afirmam que 'C26 pode capturar um estágio intermediário entre esses dois regimes, no qual a maior parte do reservatório de gás frio já foi removida pelo ambiente externo, enquanto a cabeça estelar ainda não está completamente quiescente'.
O estudo do caso C26 contribui para resolver um mistério astronômico mais amplo: por que muitas galáxias massivas parecem ter interrompido sua formação estelar muito precocemente na história do Universo? Observações de outras galáxias dentro do mesmo aglomerado também indicam sinais de esgotamento de gás, sugerindo que este processo pode estar afetando todo o aglomerado.
Novas observações realizadas com o Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelaram a ausência de um determinado comprimento de onda de luz no planeta anão Plutão e em Titã, uma grande lua de Saturno. Esta descoberta aponta para a possível presença de uma molécula que nunca foi observada em nenhuma outra parte do Sistema Solar ou entre exoplanetas.
Os astrônomos estudam mundos distantes, tanto dentro quanto fora do Sistema Solar, analisando a luz refletida por esses objetos. Eles procuram 'linhas de absorção' escuras que correspondem a compostos químicos conhecidos. Por exemplo, o oxigênio molecular absorve luz no comprimento de onda de 230 nanômetros, permitindo que os pesquisadores afirmem com confiança a presença de oxigênio na atmosfera de um exoplaneta, com base em dados de 2021.
O JWST demonstrou eficácia excepcional na coleta de espectros eletromagnéticos e na identificação de substâncias químicas específicas nas atmosferas de exoplanetas, ao redor de estrelas distantes e em galáxias primitivas. O telescópio até conseguiu detectar uma molécula em outro mundo que poderia indicar vida extraterrestre.
Em um novo estudo, publicado em 11 de junho no servidor de pré-publicação arXiv, cientistas analisaram dados do JWST, concentrando-se em comprimentos de onda muito pequenos que permaneceram pouco estudados. A análise revelou uma linha de absorção específica perto de 5,11 micrômetros nos espectros de ambos os corpos celestes. Os autores observam que estes resultados ainda não foram publicados em uma revista revisada por pares.
A equipe comparou suas descobertas com estudos semelhantes de outros espectros planetários, mas 'não encontrou nenhuma faixa de referência nesses publicações que correspondesse à localização da absorção observada em Titã e Plutão', escreveram os pesquisadores no artigo.
A descoberta é considerada particularmente incomum, pois há poucas semelhanças entre Plutão e Titã que pudessem explicar a presença de uma molécula comum e inédita neles. Titã é a maior de muitas luas de Saturno e é até maior que Mercúrio. É também o único objeto no Sistema Solar, além da Terra, conhecido por ter rios e oceanos líquidos em sua superfície. Plutão, por outro lado, é um mundo completamente congelado, cerca de metade do tamanho de Titã e está em órbita aproximadamente quatro vezes mais distante do Sol do que a lua de Saturno.
Apesar da semelhança atmosférica dos dois mundos, ricos em metano e nitrogênio, os pesquisadores estão confiantes de que a molécula responsável pela linha de absorção em 5,11 micrômetros está na superfície de ambos os corpos, e não em suas atmosferas. A linha de absorção de Plutão é cerca de três vezes mais densa do que em Titã, o que sugere uma concentração muito maior dessa molécula misteriosa no planeta anão. Em Titã, no entanto, a molécula está distribuída de forma desigual, com uma linha de absorção mais forte em seu hemisfério posterior — o lado oposto ao movimento ao redor de Saturno — em comparação com o lado frontal.
Os pesquisadores especularam que pode ser benzeno — um hidrocarboneto em forma de anel — misturado com uma molécula desconhecida, ou alguma forma de acetileno ou gelo ceteno. No entanto, os autores enfatizam que é necessário muito mais trabalho para provar qual desses candidatos potenciais é responsável pela absorção neste comprimento de onda.
A futura missão espacial Dragonfly da NASA, planejada para não antes de 2028 e que prevê um voo através da atmosfera de Titã em 2034, poderá esclarecer melhor a situação. Os pesquisadores acreditam que o espectrógrafo a bordo deste veículo, semelhante a um helicóptero, poderá identificar a molécula misteriosa na lua de Saturno, o que também ajudará a determinar sua aplicabilidade em Plutão.
