- O Telescópio Espacial James Webb (JWST) entrou para a história com o primeiro caso de captura direta de um planeta fora do Sistema Solar
- Os pesquisadores bloquearam a intensa luz da estrela hospedeira para detectar um fraco sinal infravermelho, concluindo que o objeto é um candidato a exoplaneta
- Esse planeta tem massa próxima à de Saturno e orbita a estrela TWA 7 a uma distância 50 vezes maior do que a separação entre a Terra e o Sol
- Com o coronógrafo e técnicas de processamento de imagem característicos do telescópio, foi possível obter uma imagem direta, diferentemente dos métodos indiretos usados até agora
- A descoberta é vista como um ponto de virada importante para compreender a diversidade e a evolução dos sistemas exoplanetários
Primeira captura direta de um exoplaneta pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST)
Detecção de sinal infravermelho e descoberta de um candidato a exoplaneta
- Astrônomos descobriram, com o JWST, uma fraca fonte de luz infravermelha na estrutura do disco de detritos ao redor da jovem estrela TWA 7, localizada a cerca de 111 anos-luz da Terra
- Há grande possibilidade de que essa fonte seja um exoplaneta ainda não registrado oficialmente e, se confirmada, será o primeiro exoplaneta capturado diretamente pelo JWST
O significado dos métodos indiretos tradicionais e da nova captura direta
- Até hoje, a maioria dos exoplanetas descobertos foi confirmada por métodos indiretos de detecção, como a pequena sombra gerada quando o planeta passa na frente da estrela
- Segundo o artigo recém-publicado, este é o primeiro caso em que o Telescópio Espacial James Webb registrou uma imagem direta
Método de observação e o papel do coronógrafo
- Normalmente, é muito difícil identificar planetas ao redor de estrelas distantes porque eles ficam encobertos pela luz da estrela central
- Os pesquisadores usaram um coronógrafo, que bloqueia a luz estelar intensa, para observar objetos fracos ao redor e também removeram o brilho residual com processamento avançado de imagem
- Com isso, a fraca fonte infravermelha próxima de TWA 7 pôde ser registrada diretamente em imagem
Características e significado do planeta candidato (TWA 7 b)
- A probabilidade de a fonte infravermelha observada ser uma galáxia de fundo é de apenas cerca de 0,34%, então a maior parte das evidências indica que se trata de um novo exoplaneta chamado TWA 7 b
- Ele tem massa semelhante à de Saturno e está em uma lacuna entre três anéis de poeira, a uma temperatura de cerca de 120 graus (Fahrenheit)
- Sua distância da estrela é 50 vezes a distância entre a Terra e o Sol
- Como a posição e a massa do planeta parecem ter influenciado a forma do disco de detritos, a descoberta também traz pistas sobre como exoplanetas moldam a estrutura dos discos
Simulações e verificação adicional
- A equipe também visualizou a aparência do sistema exoplanetário por meio de simulações computacionais, que mostraram alta concordância com as imagens do telescópio
- Com base nisso, aumentou a confiança na existência do planeta
Um novo horizonte para o estudo de sistemas exoplanetários
- Esta captura representa um avanço importante na obtenção de imagens diretas de exoplanetas com massa da ordem de Saturno
- O desempenho excepcional do Telescópio Espacial James Webb abre novas possibilidades para buscar exoplanetas distantes e de baixa massa que eram difíceis de investigar com as tecnologias anteriores
- Descobertas como essa contribuem para ampliar a compreensão sobre a formação e a evolução dos sistemas exoplanetários
Conclusão
- O Dr. Lagrange avaliou o resultado dizendo que “foi possível encontrar um planeta dessa massa exatamente na posição prevista”, e que o poder de observação do JWST abriu uma nova janela para a pesquisa de exoplanetas
- Com mais observações diretas, os estudos sobre a diversidade dos sistemas planetários e suas formas de evolução devem avançar ainda mais
1 comentários
Comentários do Hacker News
Caso alguém esteja curioso, quero explicar que ainda estamos muito longe de conseguir uma imagem deste planeta — ou de qualquer exoplaneta — com mais de 1 pixel
Para fotografar este planeta a 110 anos-luz com 100x100 pixels (do tamanho de um pequeno ícone), seria necessário um telescópio com cerca de 450 quilômetros de diâmetro
Isso é um limite físico determinado pelo comprimento de onda da luz
A melhor forma de tentar isso seria colocar dois nós no espaço separados por 450 quilômetros e criar um interferômetro óptico sincronizado ao nível de um comprimento de onda, mas isso é um desafio de engenharia realmente complicado
Há um método ainda melhor
Se usarmos o Sol como lente gravitacional e posicionarmos uma sonda a 542 UA (unidades astronômicas), seria possível obter resolução de 25 quilômetros na superfície de um planeta a 98 anos-luz de distância
Seria um projeto imenso e de duração muito longa, mas ainda assim dentro da categoria do que não é impossível com a tecnologia atual da humanidade
Referência: Solar gravitational lens - Wikipedia
Descrição da missão da NASA relacionada: Direct multipixel imaging and spectroscopy of an exoplanet with a solar gravitational lens mission
Se abrirmos mão da exigência de obter uma imagem em comprimentos de onda visíveis ao olho humano, dá para fazer imageamento com radiotelescópios
Já temos essa capacidade, mas a limitação da interferometria de rádio é que, embora seja possível ter uma abertura enorme, o contraste fica muito baixo
Depois de remover todo o sinal vindo da estrela, é esperado que o sinal do planeta fique enterrado no ruído
O mesmo problema aparece com interferometria óptica
O LIGO (o famoso detector de ondas gravitacionais) é composto por dois braços de 4 km
Segundo a página oficial do LIGO, em sua maior sensibilidade ele consegue detectar variações na distância entre espelhos de até 1/10.000 da largura de um próton
Dizem que isso equivale a captar uma mudança de distância, na escala da espessura de um fio de cabelo humano, até a estrela mais próxima (a 4,2 anos-luz)
Então acho que colocar dois telescópios a 450 km de distância e simplesmente (brincadeira) sincronizá-los no nível do comprimento de onda da luz visível seria algo viável se despejassem dinheiro suficiente no projeto
Tenho curiosidade sobre qual teria de ser o tamanho de um telescópio, espelho ou lente para fotografar algo no sistema Alpha Centauri (a 4,37 anos-luz)
Também gostaria de saber se seria possível escanear uma grande área e montar a imagem juntando várias imagens pequenas
Fico me perguntando se a imagem de exoplaneta de 1 pixel que mencionei é falsa
A pessoa argumenta que a imagem no site linkado é maior que 1 pixel e levanta a discussão sobre o que é real ou não
Há um pequeno erro no título do HN
Esta não é a primeira imagem direta de um exoplaneta feita pelo JWST
Existe um artigo da NASA sobre várias imagens de exoplanetas feitas pelo JWST em março de 2023
No artigo original, faltou a palavra-chave discovery em “direct image discovery”
Ou seja, este é o primeiro caso em que um exoplaneta até então desconhecido foi “descoberto” pela primeira vez por imageamento direto
Alguém comenta que Anne-Marie Lagrange, pesquisadora principal, tem um nome realmente incrível, e se pergunta se há relação com o nome dos pontos de Lagrange
Link da Wikipedia explicando o que são pontos de Lagrange
A pessoa diz que não conhecia essa cientista, mas que a carreira dela é impressionante
Link da Wikipedia de Anne-Marie Lagrange
Em resposta ao comentário de que “Lagrange” parece um sobrenome perfeito para a ciência, alguém menciona que no Scopus há 390 perfis de pesquisadores com esse nome
Não é um sobrenome popular, mas também não é tão raro, então há várias pessoas na academia com esse nome, sejam ou não descendentes diretos de Joseph-Louis Lagrange
Eu pensei exatamente a mesma coisa
Parece mais um caso de nominative determinism, a ideia de que o nome influencia o destino ou a profissão da pessoa
Alguém cita a parte em que a equipe de Lagrange ficou confiante de que era um planeta porque produziu, por simulação em modelo computacional, imagens de sistemas planetários plausíveis, e elas bateram com a observação real do telescópio
Esse tipo de pesquisa é legal e não tenho motivo para duvidar, mas modelos desse tipo são evidência fraca para sustentar uma hipótese
Modelos são construídos com base em suposições e expectativas, então não são os dados em si
Alguém cita a explicação de que o novo sinal infravermelho também pode ser uma galáxia de fundo
Esse grau de incerteza parece quase cômico
É algo como: “parece que fotografamos alguma coisa, mas na verdade pode ser um conjunto de bilhões de objetos muito maiores e muito mais distantes”
Mas, se ele estiver orbitando uma estrela pequena a 50 UA, isso deve demorar bastante
O JWST é uma maravilha da engenharia
Ao mesmo tempo, é uma máquina projetada para se encaixar nos limites da capacidade dos foguetes dos anos 1990, então dá para imaginar como os futuros telescópios espaciais serão muito mais avançados à medida que novos superpesados continuarem sendo desenvolvidos
Meu sonho é que os telescópios um dia cheguem perto de um “momento Van Leeuwenhoek”, como quando o microscópio revelou o mundo dos microrganismos
Nessa hora, imagino que poderemos ver de relance naves espaciais fervilhando pela galáxia inteira
Ao mesmo tempo, é uma pena pensar que desenvolver um gêmeo do JWST, ou mais unidades, provavelmente não teria aumentado tanto assim o custo marginal
Agora que existem foguetes da SpaceX, talvez valha a pena tentar algo mais ousado
Não é fácil desenvolver um grande payload no nível do JWST assumindo um lançador que ainda não foi validado
Na prática, antes de planejar uma missão de décadas, é preciso esperar até que o veículo “em desenvolvimento” tenha sua validação concluída
É interessante que a técnica de observação usada desta vez seja tendenciosa no sentido de facilitar a descoberta de planetas quanto mais distantes eles estiverem da estrela
Em contraste, técnicas amplamente usadas hoje, como deslocamento Doppler ou curvas de luz, favorecem a detecção de planetas muito próximos da estrela
Usar os dois métodos juntos deve ajudar a entender melhor a distribuição dos planetas
Eu também não sabia que já havia tantos exoplanetas fotografados diretamente
Link da Wikipedia com a lista de exoplanetas observados diretamente até hoje
Não é para diminuir o feito do JWST; nenhum desses resultados deixa de ser impressionante
O artigo escreve JWST erroneamente como JSWT em um trecho
A pessoa pergunta se há alguém por aqui que possa corrigir isso