Telescópio Espacial James Webb da NASA captura um exoplaneta muito frio a 12 anos-luz da Terra
O Telescópio Espacial James Webb estimou a temperatura média de um exoplaneta localizado a 12 anos-luz da Terra, tornando-o um dos exoplanetas mais frios já detectados.
Esta imagem acima do exoplaneta gigante gasoso Epsilon Indi Ab foi tirada com o coronógrafo MIRI (Instrumento de Infravermelho Médio) no 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.
Uma equipe internacional de astrônomos usou o James Webb e obteve imagens diretas de um exoplaneta a aproximadamente 12 anos-luz da Terra. O planeta, Epsilon Indi Ab, é um dos exoplanetas mais frios observados até hoje.
Este exoplaneta tem várias vezes a massa de Júpiter e orbita a estrela do tipo K Epsilon Indi A (Eps Ind A), que tem aproximadamente a mesma idade do nosso Sol, mas é um pouco mais fria. A equipe observou Epsilon Indi Ab usando o coronógrafo do MIRI do James Webb. Apenas algumas dezenas de exoplanetas foram diretamente fotografados por observatórios espaciais e terrestres.
O exoplaneta frio Epsilon Indi Ab
Epsilon Indi Ab é um dos exoplanetas mais frios já fotografados diretamente. A luz de 10,6 mícrons recebeu a cor azul, enquanto a luz de 15,5 mícrons recebeu a cor laranja. O MIRI não resolveu o planeta, que é uma fonte pontual.
“Nossas observações anteriores deste sistema foram medições mais indiretas da estrela, o que nos permitiu antecipar a provável presença de um planeta gigante neste sistema puxando-a”, disse Caroline Morley, da Universidade do Texas em Austin. “É por isso que nossa equipe escolheu esse sistema para observar primeiro com o Webb”, acrescentou ela.
"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 do estudo Elisabeth Matthews, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha.
Os exoplanetas fotografados anteriormente tendem a ser os mais jovens e quentes, ainda irradiando grande parte da energia de sua formação. 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 fotografar.
Um análogo do sistema solar
“Planetas frios são muito fracos, e a maior parte de sua emissão ocorre no infravermelho médio”, explicou Matthews. O James Webb é ideal para imagens no infravermelho médio, algo extremamente difícil de obter da Terra. "Também precisávamos de boa resolução espacial para separar o planeta da estrela em nossas imagens, e o grande espelho do Webb é extremamente útil nesse sentido", disse.
Epsilon Indi Ab é um dos exoplanetas mais frios detectados diretamente, com uma temperatura estimada de 2ºC, mais frio do que qualquer outro planeta fotografado fora do nosso Sistema Solar e mais frio do que todas as anãs marrons livres, exceto uma. O planeta é apenas cerca de 100ºC mais quente que os gigantes gasosos do nosso sistema solar. Isso proporciona aos astrônomos uma oportunidade única de estudar a composição atmosférica de seus equivalentes reais no sistema solar.
“Os astrônomos têm imaginado planetas neste sistema há décadas; planetas fictícios orbitando Epsilon Indi têm sido o cenário de episódios de Star Trek, romances e videogames como Halo”, acrescentou Morley. “É emocionante ver um planeta lá com nossos próprios olhos e começar a medir suas propriedades”, disse.
Não exatamente como previsto
Epsilon Indi Ab é o 12º exoplaneta mais próximo da Terra conhecido até hoje e o planeta mais próximo com uma massa maior que Júpiter. A equipe científica decidiu estudá-lo porque o seu sistema mostrou sinais de um possível corpo planetário usando uma técnica chamada velocidade radial, que mede as oscilações da estrela hospedeira ao longo de nossa linha de visão.
“Embora esperássemos obter imagens de um planeta neste sistema, dadas as indicações de velocidade radial que indicavam sua presença, o planeta que encontramos não é o que havíamos previsto”, compartilhou Matthews. "Ele tem cerca de duas vezes a massa, está um pouco mais distante de sua estrela e tem uma órbita diferente da que esperávamos. A causa dessa discrepância permanece desconhecida. A atmosfera do planeta também parece ser ligeiramente diferente das previsões do modelo. Até o momento, temos apenas algumas medições fotométricas da atmosfera, o que dificulta tirar conclusões, mas o planeta é mais tênue do que o esperado em comprimentos de onda mais curtos", disse.
A equipe acredita que isso pode indicar que há quantidades significativas de metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono na atmosfera do planeta, que absorvem comprimentos de onda mais curtos de luz. E também pode indicar uma atmosfera muito nebulosa.
Imagens diretas de exoplanetas são especialmente valiosas para sua caracterização.