O Telescópio Espacial James Webb fotografou diretamente o Epsilon Indi Ab, um exoplaneta frio, semelhante a Júpiter, a 12 anos-luz de distância. Esta descoberta é crucial, pois fornece insights sobre as propriedades atmosféricas de um planeta mais frio do que a maioria dos exoplanetas conhecidos e ajuda a refinar nossa compreensão de sistemas planetários além do nosso. (Conceito do artista.) Crédito: SciTechDaily.com
Epsilon Indi Ab é mais frio do que qualquer outro planeta fotografado fora do nosso sistema solar.
Se astrônomos alienígenas em um sistema estelar próximo tivessem um telescópio como NASA‘s Telescópio Espacial James Webbe eles apontaram para o nosso sistema solar, então Júpiter pode parecer muito com esta nova imagem de Webb do exoplaneta Epsilon Indi Ab. É um dos exoplanetas mais frios a ser detectado diretamente, com uma temperatura estimada de 35 graus Fahrenheit (2 graus Celsius). Epsilon Indi Ab é apenas cerca de 180 graus Fahrenheit (100 graus Celsius) mais quente que os gigantes gasosos em nosso sistema solar. Com tantos exoplanetas conhecidos que não se parecem em nada com os planetas em nosso sistema solar, Epsilon Indi Ab fornece uma rara oportunidade para astrônomos estudarem a composição atmosférica de verdadeiros análogos do sistema solar.
Esta imagem do exoplaneta gigante gasoso Epsilon Indi Ab foi tirada com o coronógrafo no MIRI (Instrumento de Infravermelho Médio) do Telescópio Espacial James Webb da NASA. Um símbolo de estrela marca a localização da estrela hospedeira Epsilon Indi A, cuja luz foi bloqueada pelo coronógrafo, resultando no círculo escuro marcado com uma linha branca tracejada. Epsilon Indi Ab é um dos exoplanetas mais frios já fotografados diretamente. A luz a 10,6 mícrons foi atribuída à cor azul, enquanto a luz a 15,5 mícrons foi atribuída à cor laranja. O MIRI não resolveu o planeta, que é uma fonte pontual. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Elisabeth Matthews (MPIA)
Imagens do Telescópio Espacial Webb de um Exoplaneta Frio a 12 Anos-Luz de Distância
Uma equipe internacional de astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA fotografou diretamente um exoplaneta a aproximadamente 12 anos-luz da Terra. O planeta, Epsilon Indi Ab, é um dos exoplanetas mais frios observados até o momento.
O planeta tem várias vezes a massa de Júpiter e orbita a estrela tipo K Epsilon Indi A (Eps Ind A), que tem aproximadamente a idade do nosso Sol, mas é um pouco mais fria. A equipe observou Epsilon Indi Ab usando o coronógrafo no Webb’s MEU DEUS (Instrumento de infravermelho médio). Apenas algumas dezenas de exoplanetas foram diretamente fotografados anteriormente por observatórios espaciais e terrestres.
“Nossas observações anteriores deste sistema foram medições mais indiretas da estrela, o que na verdade nos permitiu ver com antecedência que provavelmente havia um planeta gigante neste sistema puxando a estrela”, disse a membro da equipe Caroline Morley da Universidade do Texas em Austin. “É por isso que nossa equipe escolheu este sistema para observar primeiro com Webb.”
“Esta descoberta é emocionante porque o planeta é bastante semelhante a Júpiter — é um pouco mais quente e mais massivo, mas é mais semelhante a Júpiter do que qualquer outro planeta que já foi fotografado”, acrescentou a autora principal Elisabeth Matthews, do Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha.
Desde seu lançamento em 2021, o Telescópio Espacial James Webb tem observado os primeiros momentos do universo com suas capacidades avançadas de infravermelho e grande espelho. Ele fornece insights detalhados sobre galáxias, estrelas e exoplanetas, aumentando significativamente nossa compreensão cósmica. Crédito: NASA
Um análogo do sistema solar
Exoplanetas previamente fotografados tendem a ser os exoplanetas mais jovens e quentes que ainda estão irradiando grande parte da energia de quando se formaram. À medida que os planetas esfriam e se contraem ao longo de sua vida, eles se tornam significativamente mais fracos e, portanto, mais difíceis de serem fotografados.
“Planetas frios são muito tênues, e a maior parte de sua emissão está no infravermelho médio”, explicou Matthews. “Webb é idealmente adequado para conduzir imagens no infravermelho médio, o que é extremamente difícil de fazer do solo. Também precisávamos de boa resolução espacial para separar o planeta e a estrela em nossas imagens, e o grande espelho Webb é extremamente útil neste aspecto.”
Epsilon Indi Ab é um dos exoplanetas mais frios a ser detectado diretamente, com uma temperatura estimada de 35 graus Fahrenheit (2 graus Celsius) — mais frio do que qualquer outro planeta fotografado além do nosso sistema solar, e mais frio do que todos, exceto um, anã marrom flutuante livre. O planeta é apenas cerca de 180 graus Fahrenheit (100 graus Celsius) mais quente do que os gigantes gasosos em nosso sistema solar. Isso fornece uma rara oportunidade para os astrônomos estudarem a composição atmosférica de verdadeiros análogos do sistema solar.
“Astrônomos têm imaginado planetas neste sistema por décadas; planetas fictícios orbitando Epsilon Indi têm sido os locais de episódios de Star Trek, romances e videogames como Halo”, acrescentou Morley. “É emocionante ver um planeta lá nós mesmos, e começar a medir suas propriedades.”
Não é bem como o previsto
Epsilon Indi Ab é o décimo segundo exoplaneta mais próximo da Terra conhecido até o momento e o planeta mais próximo mais massivo que Júpiter. A equipe científica escolheu estudar Eps Ind A porque o sistema mostrou indícios de um possível corpo planetário usando uma técnica chamada velocidade radial, que mede as oscilações para frente e para trás da estrela hospedeira ao longo da nossa linha de visão.
“Embora esperássemos obter imagens de um planeta neste sistema, porque havia indicações de velocidade radial de sua presença, o planeta que encontramos não é o que havíamos previsto”, compartilhou Matthews. “Ele tem cerca de duas vezes mais massa, está um pouco mais distante de sua estrela e tem uma órbita diferente da que esperávamos. A causa dessa discrepância continua sendo uma questão em aberto. A atmosfera do planeta também parece ser um pouco diferente das previsões do modelo. Até agora, temos apenas algumas medições fotométricas da atmosfera, o que significa que é difícil tirar conclusões, mas o planeta é mais tênue do que o esperado em comprimentos de onda mais curtos.”
A equipe acredita que isso pode significar que há metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono significativos na atmosfera do planeta que estão absorvendo os comprimentos de onda mais curtos da luz. Também pode sugerir uma atmosfera muito nublada.
A imagem direta de exoplanetas é particularmente valiosa para caracterização. Cientistas podem coletar luz diretamente do planeta observado e comparar seu brilho em diferentes comprimentos de onda. Até agora, a equipe científica detectou apenas Epsilon Indi Ab em alguns comprimentos de onda, mas eles esperam revisitar o planeta com Webb para conduzir observações fotométricas e espectroscópicas no futuro. Eles também esperam detectar outros planetas semelhantes com Webb para encontrar possíveis tendências sobre suas atmosferas e como esses objetos se formam.
A próxima Nancy Grace da NASA Telescópio Espacial Romano usará um coronógrafo para demonstrar tecnologia de imagem direta fotografando mundos semelhantes a Júpiter orbitando estrelas semelhantes ao Sol – algo que nunca foi feito antes. Esses resultados abrirão caminho para futuras missões para estudar mundos ainda mais semelhantes à Terra.
Esses resultados foram obtidos com o programa Webb’s Cycle 1 General Observer 2243 e foram publicados no periódico Natureza.
Para mais informações sobre essa descoberta, veja o artigo do JWST, Super-Júpiter Breakthrough: Oldest and Coldest Exoplanet Ever Imaged.
Referência: “Um super-Júpiter temperado fotografado com JWST no infravermelho médio” por EC Matthews, AL Carter, P. Pathak, CV Morley, MW Phillips, S. Krishanth P. M, F. Feng, MJ Bonse, LA Boogaard, JA Burt, IJM Crossfield, ES Douglas, Th. Henning, J. Hom, C.-L. Ko, M. Kasper, A.-M. Lagrange, D. Petit dit de la Roche e F. Philipot, 24 de julho de 2024, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07837-8
O Telescópio Espacial James Webb (JWST), lançado em 25 de dezembro de 2021, representa um salto monumental nas capacidades astronômicas. Como sucessor do telescópio espacial HubbleO JWST foi projetado para observar o universo principalmente no espectro infravermelho, permitindo que ele espie através da poeira cósmica e observe os primeiros momentos do universo. Seu grande espelho primário segmentado, abrangendo 6,5 metros, e seu conjunto avançado de instrumentos científicos permitem que o telescópio capture imagens extraordinariamente detalhadas de galáxias distantes, nebulosas formadoras de estrelas e exoplanetas, fornecendo insights sem precedentes sobre as origens das estrelas, sistemas planetários e o próprio universo. O JWST é um esforço colaborativo envolvendo a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA), e espera-se que transforme fundamentalmente nossa compreensão do cosmos.
