Seu primeiro exoplaneta com imagem direta: WebCuriosos

Usando o JWST, os astrônomos descobriram um novo exoplaneta; um gigante gasoso que eles chamaram de Eps Ind Ab.

O que é ainda mais emocionante é que o exoplaneta foi fotografado diretamente como uma entidade discreta e separada, independente das observações da sua estrela. É também o primeiro exoplaneta a ser fotografado por JWST sem primeiro ter sido fotografado usando telescópios no solo.

O mundo recém-descoberto é muito mais frio do que qualquer gigante gasoso estudado pelo JWST até agora; um super Júpiter orbitando sua estrela com uma separação comparável à distância de Netuno ao Sol.

Isto torna a descoberta um tesouro raro entre os exoplanetas e pode ser o início de uma nova etapa na ciência dos exoplanetas.

“Ficamos entusiasmados quando percebemos que havíamos imaginado este novo planeta”, diz a astrônoma Elisabeth Matthews do Instituto Max Planck de Astronomia da Alemanha.

“Para nossa surpresa, o ponto brilhante que apareceu nas nossas imagens MIRI não correspondia à posição que esperávamos para o planeta. Estudos anteriores identificaram corretamente um planeta neste sistema, mas subestimaram a massa e a separação orbital deste gigante gasoso super-Júpiter.”

Até à data, astrónomos de todo o mundo descobriram e confirmaram a existência de quase 5.700 exoplanetasou planetas fora do Sistema Solar, mas a detecção deles é geralmente o que chamamos de indireta.

Isso significa que na verdade não vemos o exoplaneta. Vemos o seu efeito na sua estrela hospedeira. Um exoplaneta passando entre nós e a estrela escurece um pouco a luz da estrela, enquanto a atração gravitacional do exoplaneta puxa a estrela, fazendo com que ela pareça oscilar, só um pouquinho.

A razão pela qual não vemos frequentemente o exoplaneta é porque eles são muito pequenos, muito distantes e qualquer luz que possam refletir ou emitir é muito fraca.

Os métodos de deteção indireta também favorecem exoplanetas maiores e exoplanetas que estão muito próximos da sua estrela hospedeira, porque é mais provável que o exoplaneta passe em frente da estrela, e com mais frequência, o que significa que as probabilidades de o observar são muito, muito maiores.

Mas os exoplanetas que estão a uma distância orbital maior têm maior probabilidade de serem directamente detectáveis, uma vez que uma distância maior significa menos probabilidades de a sua luz ser abafada pela da estrela. Ainda é muito difícil de fazer – até à data, apenas cerca de 25 exoplanetas foram fotografados diretamente – mas é um método que nos ajuda a aprender mais sobre os confins dos sistemas planetários alienígenas que são difíceis de estudar de outra forma.

A estrela-mãe de Eps Ind Ab, Epsilon Indi A, é uma estrela anã laranja em um sistema estelar triplo a apenas 12 anos-luz da Terra. Durante observações de longo prazo, os astrônomos notaram que o Epsilon Indi A se comportava de maneira um pouco estranha. Parecia mover-se como se estivesse sendo puxado gravitacionalmente, não por uma das outras duas estrelas do seu sistema, mas por um mundo gigante que orbitava a própria estrela.

As propriedades foram inferidas para este exoplaneta provisório, mas sem mais dados, a sua identidade permaneceu indefinida.

Esta é a deixa do JWST. O telescópio infravermelho pode detectar luz fraca como nenhum outro telescópio espacial anterior e inclui um coronógrafo para bloquear a luz da própria estrela, por isso Matthews e os seus colegas reservaram tempo para observar o espaço em torno da Epsilon Indi A.

E encontraram de facto algo, um ponto brilhante no espaço orbital da estrela. Mas, surpreendentemente, não foi onde eles pensaram que estaria.

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“Descobrimos um sinal em nossos dados que não correspondia ao exoplaneta esperado”, diz Mateus. “Mas o planeta ainda parecia ser um planeta gigante.”

Com base nas suas observações e em dados de arquivo, os investigadores conseguiram determinar que o ponto era de facto um exoplaneta, e não algum outro objeto num local mais distante. Parece ser um gigante gasoso muito frio, com uma órbita de cerca de 200 anos em torno do Epsilon Indi A, a uma distância de cerca de 28 unidades astronómicas. Netuno está a uma distância do Sol em torno de 30 unidades astronômicas.

Estimativas anteriores previam um mundo com cerca de três vezes a massa de Júpiter, a uma distância de 8,8 unidades astronômicas. Esta enorme diferença entre o que esperávamos encontrar e o que encontrámos sublinha o quão valiosa a imagem direta pode ser para o estudo de mundos alienígenas.

Ainda não terminamos com Eps Ind Ab. Os investigadores esperam poder fazer mais observações que forneçam informações sobre a sua composição atmosférica, bem como refinar a sua órbita.

“No longo prazo, esperamos também observar outros sistemas planetários próximos para caçar gigantes gasosos frios que possam ter escapado à detecção,” diz Mateus.

“Essa pesquisa serviria de base para uma melhor compreensão de como os planetas gasosos se formam e evoluem.”

A pesquisa foi publicada em Natureza.