Webb captura evidências de um planeta leve ao redor de TWA 7

Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA capturaram evidências convincentes de um planeta com massa semelhante à de Saturno orbitando a jovem estrela próxima TWA 7. Se confirmado, isso representaria a primeira descoberta de imagem direta de um planeta por Webb, e o planeta mais leve já visto com essa técnica. 

Nesta imagem obtida pelo MIRI, a luz da estrela TWA 7 foi subtraída. A localização da estrela está marcada com um círculo e um símbolo de estrela no centro da imagem. Isto deixa visível a luz do disco de detritos à volta da estrela, bem como outras fontes de infravermelhos. O ponto brilhante no canto superior direito da estrela é a fonte identificada como TWA 7b, dentro do disco de detritos. O ponto laranja mais distante, visível à esquerda da imagem, é uma estrela de fundo não relacionada. Crédito: ESA/Webb, NASA, CSA, A.M. Lagrange, M. Zamani (ESA/Webb)

A equipe internacional, liderada pela Dra. Anne-Marie Lagrange, pesquisadora do CNRS no Observatório de Paris-PSL e na Universidade Grenoble Alpes, na França, detectou uma fraca fonte infravermelha no disco de detritos ao redor da TWA 7 usando o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do JWST e seu coronógrafo.

A fonte está localizada a cerca de 1,5 segundo de arco da estrela no céu, o que, à distância da TWA 7, é aproximadamente cinquenta vezes a distância da Terra ao Sol. Isso corresponde à posição esperada de um planeta, o que explicaria as principais características observadas no disco de detritos.

Usando o coronógrafo no Instrumento de Infravermelho Médio ( MIRI ) do Webb em 21 de junho de 2024, a equipe suprimiu cuidadosamente o brilho intenso da estrela hospedeira para revelar objetos próximos tênues. Essa técnica, chamada de imagem de alto contraste, permite que os astrônomos detectem diretamente planetas que, de outra forma, seriam perdidos na luz avassaladora de sua estrela hospedeira. Após subtrair a luz estelar residual usando processamento avançado de imagem, uma fonte infravermelha tênue foi revelada perto de TWA 7, distinguível de galáxias de fundo ou objetos do Sistema Solar.

A fonte está localizada em uma lacuna em um dos três anéis de poeira que foram descobertos ao redor de TWA 7 por observações terrestres anteriores. Seu brilho, cor, distância da estrela e posição dentro do anel são consistentes com previsões teóricas para um planeta jovem, frio, com a massa de Saturno esculpindo o disco de detritos ao redor.

“Nossas observações revelam um forte candidato a planeta moldando a estrutura do disco de detritos da TWA 7, e sua posição é exatamente onde esperávamos encontrar um planeta dessa massa ”  , disse o Dr. Lagrange.

“Este observatório nos permite capturar imagens de planetas com massas semelhantes às do sistema solar, o que representa um passo emocionante em nossa compreensão dos sistemas planetários, incluindo o nosso”, acrescentou a coautora Mathilde Malin, da Universidade Johns Hopkins e do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial em Baltimore.

Análises iniciais sugerem que o objeto — conhecido como TWA 7b — pode ser um planeta jovem e frio, com massa em torno de 0,3 vezes a de Júpiter (aproximadamente 100 vezes a massa da Terra) e temperatura próxima a 320 Kelvin (aproximadamente 47 graus Celsius). Sua localização se alinha com uma lacuna no disco, sugerindo uma interação dinâmica entre o planeta e seus arredores.

Discos de detritos cheios de poeira e material rochoso são encontrados ao redor de estrelas jovens e mais velhas, embora sejam mais facilmente detectados ao redor de estrelas mais jovens, pois são mais brilhantes. Frequentemente apresentam anéis ou lacunas visíveis, que se acredita serem criados por planetas que se formaram ao redor da estrela, mas tal planeta ainda não foi detectado dentro de um disco de detritos.

Uma vez verificada, essa descoberta marcaria a primeira vez que um planeta foi diretamente associado à formação de um disco de detritos e poderia oferecer o primeiro indício observacional de um disco troiano — uma coleção de poeira presa na órbita do planeta.

TWA 7, também conhecida como CE Antilae, é uma estrela jovem (com aproximadamente 6,4 milhões de anos) do tipo M, localizada a cerca de 111 anos-luz de distância na associação TW Hydrae. Seu disco quase de frente a tornava um alvo ideal para as observações de alta sensibilidade do Webb no infravermelho médio.

As descobertas destacam a capacidade do Webb de explorar planetas de baixa massa nunca antes observados em torno de estrelas próximas. Observações em andamento e futuras terão como objetivo restringir melhor as propriedades do candidato, verificar seu status planetário e aprofundar nossa compreensão da formação planetária e da evolução do disco em sistemas jovens. Este resultado preliminar demonstra a nova e empolgante fronteira que o JWST está abrindo para a descoberta e caracterização de exoplanetas.

Essas observações foram feitas como parte do programa de observação Webb # 3662. Os resultados foram publicados hoje na Nature.

Esawebb.org