Telescópio Espacial James Webb faz rara detecção de 2 exoplanetas orbitando estrelas mortas

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) tem se mostrado excepcional na observação de objetos cósmicos distantes, revelando aspectos do universo primitivo. Recentemente, o JWST pode ter ido além, atuando como uma ferramenta preditiva no campo da astronomia.

Esse avanço ocorreu quando o JWST observou possivelmente dois planetas únicos fora do nosso sistema solar, conhecidos como “exoplanetas”, orbitando em torno de duas estrelas inativas, chamadas “anãs brancas”.

Esses exoplanetas são notavelmente semelhantes aos gigantes gasosos do nosso sistema solar, Júpiter e Saturno. Da mesma forma, as anãs brancas refletem o destino eventual do nosso sol. À medida que nosso sol evolui para uma anã branca, espera-se que destrua os planetas internos do nosso sistema solar, possivelmente até Júpiter.

“São raros os planetas descobertos ao redor de estrelas anãs brancas. O que torna esses dois candidatos a exoplanetas tão especiais é que eles se assemelham mais aos planetas do nosso sistema solar externo em termos de temperatura, idade, massa e distância orbital do que qualquer planeta encontrado anteriormente”, declarou Susan Mullaly, pesquisadora principal do estudo ainda não revisado por pares e astrônoma no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, em uma entrevista para o Space.com.

“Isso nos dá a oportunidade única de entender como é um sistema planetário após a morte de sua estrela.”

Um Vislumbre do Futuro do Nosso Sistema Solar

Estes potenciais exoplanetas foram detectados pelo Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do JWST enquanto orbitavam as anãs brancas WD 1202-232 e WD 2105-82. Um está localizado a uma distância cerca de 11,5 vezes maior que a separação Terra-Sol de sua anã branca, enquanto o outro está mais distante, aproximadamente 34,5 vezes a distância Terra-Sol.

As massas exatas desses planetas ainda não foram confirmadas, com estimativas variando de 1 a 7 vezes a massa de Júpiter, o maior planeta do nosso sistema solar.

Em cerca de 5 bilhões de anos, quando o sol esgotar seu combustível para fusão nuclear, ele se expandirá em uma gigante vermelha, continuando a fusão nuclear em suas camadas externas. Essa expansão engolirá os planetas internos, possivelmente até Marte, e eventualmente deixará para trás um núcleo resfriado, uma anã branca, cercada por uma nebulosa de material estelar exaurido.

Essas descobertas de exoplanetas sugerem o possível destino dos planetas exteriores, Júpiter e Saturno, após a morte do sol.

“Nosso sol está projetado para se tornar uma anã branca em 5 bilhões de anos”, observou Mullaly. “Esperamos que os planetas migrem para órbitas mais amplas após o fim de uma estrela. Rebobinando a história desses planetas candidatos, parece que eles originalmente orbitavam a distâncias semelhantes a Júpiter e Saturno.

“Se esses planetas forem confirmados, eles serão a evidência direta de que planetas semelhantes a Júpiter e Saturno podem sobreviver à morte de sua estrela.”

Além disso, as anãs brancas no centro desta descoberta mostram contaminação com elementos mais pesados que hidrogênio e hélio, chamados de “metais” pelos astrônomos. Isso sugere possíveis resultados para os asteroides no cinturão entre Marte e Júpiter após o fim do sol.

Mullaly teorizou: “Os planetas gigantes provavelmente causam essa contaminação metálica ao enviar cometas e asteroides para as superfícies das estrelas. A existência desses planetas reforça a ligação entre a poluição metálica e a presença planetária. Dado que de 25% a 50% das anãs brancas exibem tal poluição, isso implica que planetas gigantes comumente orbitam estrelas anãs brancas.”

Portanto, quaisquer asteroides que sobrevivam ao fim do sol podem ser arremessados em direção aos seus restos mortais por Júpiter e Saturno.

Essa descoberta é notável não apenas pelas suas implicações sobre o futuro do nosso sistema planetário, mas também como uma conquista científica rara.

Uma Observação Direta Rara de Exoplanetas

Desde a identificação inicial dos exoplanetas na década de 1990, astrônomos encontraram aproximadamente 5.000 mundos orbitando estrelas fora do nosso sistema solar. Segundo a Sociedade Planetária, até abril de 2020, apenas 50 desses exoplanetas haviam sido observados diretamente.

Observar diretamente um exoplaneta é desafiador devido à luz avassaladora de sua estrela, como tentar avistar um vaga-lume em um farol brilhante.

Normalmente, exoplanetas são detectados pelo impacto que têm na luz de sua estrela, seja diminuindo-a enquanto passam à sua frente, ou causando um ‘balanço’ na estrela devido aos efeitos gravitacionais. 

“Capturamos imagens diretas desses dois exoplanetas, observando a luz que eles emitem”, explicou Mullaly. “A maioria dos exoplanetas é encontrada usando métodos indiretos como a técnica de trânsito ou observando o movimento da estrela, que tende a favorecer planetas mais próximos da estrela. A imagem direta é mais eficaz para localizar planetas em maiores distâncias orbitais.”

Ao imaginar diretamente esses planetas, o JWST abre novas possibilidades para estudar esses mundos em detalhes, como analisar sua composição atmosférica e determinar com precisão suas massas e temperaturas. 

Mullaly observou que suas descobertas sobre esses exoplanetas foram um tanto inesperadas, potencialmente alterando a maneira como os astrônomos veem exoplanetas como esses em geral.

Alternativamente, os atributos incomuns desses mundos podem oferecer pistas sobre a existência de exoluas.

“Se de fato forem planetas, a aparência deles no infravermelho médio é surpreendentemente menos vermelha do que o esperado. A luz capturada pelo JWST a 5 e 7 microns é mais brilhante do que o esperado para ambos os candidatos, dada a idade deles e o brilho a 15 microns”, concluiu Mullaly. “Isso pode desafiar nossa compreensão da física e química das atmosferas de exoplanetas, ou pode indicar outra fonte de luz, como uma lua aquecida orbitando o planeta.”

Fonte: hypescience.com