O Telescópio Espacial James Webb (JWST) identificou sinais de água semi-pesada na atmosfera do exoplaneta WASP-39b, situado a aproximadamente 700 anos-luz da Terra. Este achado oferece aos cientistas novas perspectivas sobre os processos de formação planetária e pode auxiliar na procura por mundos potencialmente habitáveis.
O JWST focou na análise da atmosfera de WASP-39b, procurando variações da molécula de água. Especificamente, a pesquisa concentrou-se na água semi-pesada, conhecida como HDO, que é uma variação do H₂O onde um dos átomos de hidrogênio foi substituído por deutério, uma forma mais pesada do elemento. A equipe realizou o cálculo da razão entre deutério e hidrogênio (D/H), um dado crucial para inferir a origem e a evolução deste planeta.
Durante a investigação, foram avaliados diversos elementos, incluindo a temperatura atmosférica, a existência de nuvens, a diversidade de moléculas presentes e a capacidade da atmosfera de filtrar luz em comprimentos de onda específicos. Os pesquisadores ressaltam que WASP-39b é um dos exoplanetas mais investigados atualmente e possui o espectro atmosférico mais detalhado já registrado para um corpo fora do Sistema Solar.
Os resultados do estudo indicaram que a proporção de deutério encontrada neste planeta é superior àquela observada nos gigantes gasosos do nosso próprio Sistema Solar. Duas hipóteses foram levantadas para explicar essa diferença. Uma delas sugere que a água comum possa ter sido perdida para o espaço, visto que as moléculas mais pesadas, contendo deutério, tendem a permanecer na atmosfera enquanto as mais leves escapam com mais facilidade.
A segunda possibilidade aponta que o planeta pode ter se originado em uma área mais fria e distante do seu sistema estelar, incorporando materiais ricos em água antes de migrar para perto de sua estrela hospedeira. No entanto, os cientistas enfatizam que são necessários modelos químicos mais aprofundados para confirmar qual desses cenários se ajusta melhor aos dados coletados.
Apesar de a descoberta envolver água, é importante notar que WASP-39b não é considerado um candidato viável à vida. Trata-se de um gigante gasoso extremamente quente, apresentando temperaturas próximas a 1.000 °C. Contudo, a relevância deste estudo reside no método empregado. A assinatura da HDO pode se estabelecer como uma ferramenta valiosa para examinar outros planetas, inclusive mundos rochosos com características mais semelhantes à Terra.
Os pesquisadores concluíram que a HDO continua sendo o indicador mais acessível devido às suas características espectrais únicas, e sua detecção futura pode ser possível em exoplanetas rochosos temperados, servindo como um potencial marcador de habitabilidade. Assim, o James Webb está expandindo a capacidade científica de analisar atmosferas distantes e identificar pistas químicas que auxiliam na resposta à questão fundamental da astronomia: se estamos sós no Universo.
Observações feitas com o telescópio espacial James Webb forneceram novos dados sobre como surgiram as primeiras estrelas e galáxias. Os cientistas investigaram a galáxia anã Sextans A para entender como o Universo começou a acumular poeira rica em elementos pesados em suas fases iniciais.
Este estudo foi realizado devido às restrições dos instrumentos atuais para analisar em profundidade as galáxias mais antigas do cosmos. Como solução, a equipe direcionou sua investigação para um sistema situado a aproximadamente 4,6 milhões de anos-luz da Terra, cuja composição química se assemelha à das primeiras galáxias.
Os achados apontam quais estrelas foram mais responsáveis pela criação da poeira cósmica, material que posteriormente impulsionou o nascimento de novas estrelas e a evolução galáctica. A pesquisa foi divulgada na segunda-feira, dia 20, no periódico The Astrophysical Journal.
Apesar da capacidade do James Webb de captar galáxias muito distantes, a análise minuciosa desses objetos permanece um desafio. Para contornar essa dificuldade, os pesquisadores optaram por estudar a Sextans A, uma galáxia anã que compartilha similaridades químicas com os sistemas existentes nos primeiros bilhões de anos do Universo.
De acordo com o grupo responsável, este ambiente proporciona uma chance única de estudar os fenômenos ocorridos quando as primeiras estrelas começaram a alterar a composição do espaço entre elas. Claudio Gavetti, líder da pesquisa no Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), afirmou que observar uma galáxia próxima como Sextans A, com condições químicas parecidas, é uma oportunidade valiosa para compreender a evolução das primeiras gerações de estrelas e seu papel na transformação do meio interestelar.
No começo da história do Universo, predominavam hidrogênio e hélio, sendo os elementos mais pesados raros. As primeiras estrelas geraram esses elementos em seus núcleos e, ao explodirem como supernovas no final de suas vidas, dispersaram esse material pelo meio interestelar. Mais tarde, essa matéria-prima foi incorporada a novas gerações estelares.
Os pesquisadores notaram que a Sextans A possui uma concentração de elementos pesados correspondente a apenas 1% a 7% do encontrado no Sol. Essa característica torna a galáxia um laboratório natural para simular as condições do Universo jovem.
Para conduzir o trabalho, a equipe empregou os instrumentos NIRCam e MIRI, ambos presentes no James Webb. As observações possibilitaram mapear estrelas da galáxia que transitam pela fase conhecida como ramo assintótico das gigantes vermelhas, um período caracterizado por grandes aumentos de brilho e modificações estruturais.
A análise revelou que cerca de 90% dessas estrelas não estavam envoltas por poeira. Em contraste, aproximadamente vinte delas exibiam densas camadas desse material, sinalizando que funcionaram como importantes produtoras de poeira cósmica. O estudo indica que essas estrelas se formaram há entre 2 e 3 bilhões de anos e tinham uma massa inicial equivalente a cerca de uma vez e meia a do Sol.
Os autores concluíram que identificar esses objetos aprofunda o entendimento sobre quais tipos de estrelas ajudaram a enriquecer o Universo com os elementos essenciais para o surgimento de novas estrelas e o desenvolvimento das galáxias ao longo do tempo. Flavia Dell’Agli, pesquisadora do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), ressaltou que o JWST permite observar ambientes com um nível de detalhe inédito, cujo valor reside não só nas imagens, mas também na comparação com modelos teóricos para validar a descrição da evolução estelar.
