James Webb avista uma fábrica lunar cósmica a 625 anos-luz de distância
O Telescópio Espacial James Webb da NASA fez as primeiras medições diretas da composição química e das condições físicas de um possível disco de formação lunar em torno de um exoplaneta massivo. O disco rico em carbono circunda o planeta conhecido como CT Cha b, localizado a cerca de 625 anos-luz da Terra. Embora nenhuma lua tenha sido detectada nos dados do Webb, o ambiente poderia servir como local de nascimento para futuras luas, fornecendo informações valiosas sobre como tais satélites naturais surgiram.
O estudo que descreve esses resultados aparece em As cartas do jornal astrofísico.
Um sistema estelar jovem em seus estágios iniciais
A estrela que CT Cha b orbita tem apenas 2 milhões de anos e ainda está coletando material de seu entorno. No entanto, as observações de Webb mostram que o disco mais pequeno em torno do planeta está separado do disco maior que alimenta a estrela. O planeta e a sua estrela estão separados por enormes 75 mil milhões de quilómetros, revelando que são sistemas de actividade distintos.
Compreender como os planetas e as luas se formam é essencial para explicar como os sistemas planetários evoluem em toda a galáxia. As luas provavelmente superam os planetas, e algumas podem até suportar condições adequadas para a vida. Graças às capacidades de Webb, os astrónomos estão agora a começar a observar diretamente estes primeiros momentos do desenvolvimento planetário e lunar.
Rastreando as origens dos sistemas planetários
Os investigadores dizem que esta descoberta é um avanço na compreensão de como os planetas e as luas se formam e crescem. As observações detalhadas de Webb permitem aos cientistas comparar este jovem sistema com a história inicial do nosso próprio sistema solar, que tomou forma há mais de 4 mil milhões de anos.
“Podemos ver evidências do disco em torno da companheira e podemos estudar a química pela primeira vez. Não estamos apenas a testemunhar a formação da lua – estamos também a testemunhar a formação deste planeta,” disse o co-autor principal Sierra Grant, do Carnegie Institution for Science, em Washington.
“Estamos vendo que material está sendo agregado para construir o planeta e as luas”, acrescentou o principal autor do estudo, Gabriele Cugno, da Universidade de Zurique e membro do Centro Nacional de Competência em Pesquisa PlanetS.
Desvendando a luz de um planeta distante
Para estudar CT Cha b, Webb usou seu MIRI (Mid-Infrared Instrument) e um espectrógrafo de média resolução. As primeiras análises dos dados arquivados do Webb mostraram indícios de moléculas dentro do disco circunplanetário, o que levou a uma investigação mais detalhada. Como o brilho fraco do planeta se perde facilmente no brilho da sua estrela hospedeira, os investigadores aplicaram técnicas de imagem de alto contraste para separar a luz do planeta da da estrela.
“Vimos moléculas na localização do planeta e, por isso, sabíamos que havia coisas lá que valiam a pena investigar e passar um ano a tentar extrair dos dados. Foi realmente necessária muita perseverança,” disse Grant.
A equipe finalmente identificou sete moléculas contendo carbono no disco, incluindo acetileno (C2H2) e benzeno (C6H6). Esta forte assinatura de carbono contrasta fortemente com a química do próprio disco da estrela, onde a água está presente mas o carbono está ausente. As diferenças químicas entre os dois discos revelam a rapidez com que estes ambientes podem evoluir – na ordem de apenas 2 milhões de anos.
Um vislumbre da formação da lua
Os cientistas há muito que teorizam que as quatro grandes luas de Júpiter – Io, Europa, Ganimedes e Calisto – originaram-se de um disco semelhante que rodeava o jovem planeta há milhares de milhões de anos. O alinhamento das suas órbitas apoia esta ideia. As duas luas mais externas, Ganimedes e Calisto, são compostas por cerca de 50% de gelo de água, mas provavelmente contêm núcleos rochosos ricos em elementos como carbono ou silício.
“Queremos aprender mais sobre como o nosso sistema solar formou luas. Isto significa que precisamos de olhar para outros sistemas que ainda estão em construção. Estamos a tentar compreender como tudo funciona,” disse Cugno. “Como surgem estas luas? Quais são os seus ingredientes? Que processos físicos estão em jogo e em que escalas de tempo? Webb permite-nos testemunhar o drama da formação da lua e investigar estas questões observacionalmente pela primeira vez.”
Durante o próximo ano, a equipa de investigação planeia usar o Webb para estudar outros sistemas planetários jovens, com o objetivo de comparar a diversidade física e química entre os discos que um dia poderão dar origem a luas.
O Telescópio Espacial James Webb é o observatório espacial líder mundial, projetado para explorar o universo com precisão incomparável. Está a ajudar os cientistas a desvendar mistérios do nosso sistema solar, a estudar planetas distantes que orbitam outras estrelas e a observar as primeiras galáxias que moldaram o cosmos. Webb é uma parceria internacional entre a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA), que combina tecnologia avançada e colaboração global para expandir a nossa compreensão do universo e do nosso lugar nele.
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