NASA
Um sistema planetário descrito pelos cientistas como anormal, caótico e estranho tornou-se mais nítido com o Telescópio Espacial James Webb da NASA.
Utilizando o instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb, investigadores da NASA conseguiram obter imagens de um dos dois planetas conhecidos que orbitam a estrela 14 Herculis, situada a 60 anos-luz da Terra, na nossa Via Láctea.
O exoplaneta, 14 Herculis c, é um dos mais frios fotografados até à data. Embora já tenham sido descobertos cerca de 6000 exoplanetas, apenas um pequeno número deles foi fotografado diretamente, sendo a maioria deles muito quentes (centenas ou mesmo milhares de graus Celsius). Os novos dados sugerem que 14 Herculis c, com aproximadamente 7 vezes a massa de Júpiter, tem uma temperatura de -3º C.
Os resultados da equipa foram submetidos à revista The Astrophysical Journal Letters e apresentados numa conferência de imprensa na passada terça-feira, durante a 246.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana, que decorreu em Anchorage, Alasca.
“Quanto mais frio é um exoplaneta, mais difícil é fotografá-lo, por isso este é um regime de estudo totalmente novo que o Webb desbloqueou com a sua sensibilidade extrema no infravermelho”, disse William Balmer, coautor do novo artigo científico e estudante na Universidade Johns Hopkins. “Podemos agora aumentar o catálogo não só de exoplanetas jovens e quentes já fotografados, mas também de exoplanetas mais antigos que são muito mais frios do que tínhamos visto diretamente antes do Webb”.
A imagem de 14 Herculis c, pelo Webb, também fornece informações sobre um sistema planetário diferente da maioria dos outros estudados em pormenor com o Webb e outros observatórios terrestres e espaciais. A estrela central, 14 Herculis, é quase como o Sol — é semelhante em idade e temperatura, mas um pouco menos massiva e mais fria.
Neste sistema, existem dois planetas — 14 Herculis b está mais perto da estrela e está coberto pela máscara coronográfica na imagem do Webb. Estes planetas não orbitam a estrela hospedeira no mesmo plano, como o nosso sistema solar. Ao invés, cruzam-se como um ‘X’, com a estrela no centro. Ou seja, os planos orbitais dos dois planetas estão inclinados um em relação ao outro num ângulo de cerca de 40 graus. Os planetas puxam um pelo outro enquanto orbitam a estrela.
Esta é a primeira vez que se obtém uma imagem de um exoplaneta num sistema tão desalinhado.
Os cientistas estão a trabalhar em várias teorias para explicar como é que os planetas deste sistema ficaram tão desalinhados. Um dos conceitos dominantes é que os planetas se dispersaram depois de um terceiro planeta ter sido violentamente ejetado do sistema no início da sua formação.
“A evolução inicial do nosso próprio Sistema Solar foi dominada pelo movimento e atração dos nossos gigantes gasosos”, acrescentou Balmer. “Atiraram asteroides e reorganizaram outros planetas. Aqui, estamos a ver as consequências da cena de um crime planetário mais violento. Isto relembra-nos que algo semelhante poderia ter acontecido ao nosso próprio Sistema Solar e que os desfechos de pequenos planetas como a Terra são frequentemente ditados por forças muito maiores”.
Webb mostra-nos as características
Os novos dados do Webb estão a dar aos investigadores mais informações não só sobre a temperatura de 14 Herculis c, mas também sobre outros pormenores da órbita e da atmosfera do planeta.
As descobertas indicam que o planeta orbita a cerca de 2,2 mil milhões de quilómetros da estrela hospedeira numa órbita altamente elíptica, ou em forma de bola de futebol americano, mais próxima do que as estimativas anteriores. Isto é cerca de 15 vezes mais longe do Sol do que a Terra. Em média, isto colocaria 14 Herculis c entre Saturno e Úrano no nosso Sistema Solar.
O brilho do planeta a 4,4 micrómetros, medido com o coronógrafo do Webb, combinado com a massa conhecida do planeta e a idade do sistema, sugere a existência de dinâmicas atmosféricas complexas.
“Se um planeta com uma certa massa se formou há 4 mil milhões de anos e depois arrefeceu ao longo do tempo por não ter uma fonte de energia que o mantivesse quente, podemos prever quão quente deverá estar hoje”, disse Daniella C. Bardalez Gagliuffi do Amherst College, coautora do artigo científico com Balmer. “Informação adicional, como a perceção do brilho em imagens diretas, apoiaria, em teoria, esta estimativa da temperatura do planeta”.
“Este exoplaneta é tão frio que as melhores comparações que temos e que estão bem estudadas são as anãs castanhas mais frias“, explicou Bardalez Gagliuffi. “Nesses objetos, como no exoplaneta 14 Herculis c, vemos dióxido de carbono e monóxido de carbono a temperaturas onde deveríamos ver metano. Este facto é explicado pela agitação da atmosfera. As moléculas produzidas a temperaturas mais quentes na atmosfera inferior são rapidamente trazidas para a fria atmosfera superior”.
Os investigadores esperam que a imagem Webb de 14 Herculis c seja apenas o início de uma nova fase na investigação deste estranho sistema.
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