Pela primeira vez, Nasa detecta sinais químicos em nuvens de exoplaneta

Após ter capturado a imagem de uma galáxia a três milhões de anos-luz da Terra, o Telescópio Espacial James Webb da Nasa (JWST) acaba de fazer história novamente: detectou um perfil molecular e químico dos céus de um planeta distante.

Os poderosos instrumentos do James Webb capturaram átomos e moléculas, juntamente com sinais de química ativa e nuvens – características que o Hubble e o Spitzer não conseguiram detectar quando observaram o planeta e aquelas que possuem evidências de sinais de vida.

Especialistas apontam que o equipamento pode ser bastante significativo na busca por vida alienígena depois de revelar com sucesso a composição da atmosfera de um exoplaneta em detalhes nunca antes vistos.

Os astrônomos estudaram o WASP-39b, um “Saturno quente” a 700 anos-luz de distância da Terra, para testar as capacidades do telescópio, e usaram suas capacidades de infravermelho para captar impressões digitais coloridas que não podem ser detectadas na luz visível.

Virada de jogo

Os novos insights, considerados uma ‘virada de jogo’, podem revelar como esse exoplaneta se formou a partir do disco de gás e poeira ao redor da ‘estrela-mãe’ em seus anos mais jovens.

Natalie Batalha, astrônoma da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que contribuiu e ajudou a coordenar a nova pesquisa, disse em um comunicado: “Observamos o exoplaneta com vários instrumentos que, juntos, fornecem uma ampla faixa do espectro infravermelho e uma panóplia de impressões digitais químicas inacessíveis até [esta missão]. Dados como estes são uma virada de jogo.”

WASP-39b está orbitando uma estrela hospedeira oito vezes mais próxima do que Mercúrio está do nosso Sol, o que os astrônomos acreditam que deve trazer uma compreensão mais profunda de como esses processos afetam a diversidade de planetas observados na galáxia.

Para descobrir os segredos do exoplaneta, o JWST rastreou o planeta enquanto ele passava na frente de sua estrela, permitindo que parte de sua luz fosse filtrada pela atmosfera.

“Diferentes tipos de produtos químicos na atmosfera absorvem diferentes cores do espectro da luz das estrelas, então as cores que faltam dizem aos astrônomos quais moléculas estão presentes”, informou a NASA.

“Esta é a primeira vez que vemos evidências concretas de fotoquímica – reações químicas iniciadas pela luz estelar energética – em exoplanetas”, disse Shang-Min Tsai, pesquisador da Universidade de Oxford, no Reino Unido, e principal autor do artigo que explica o fenômeno. “Eu vejo isso como uma perspectiva realmente promissora para avançar nossa compreensão das atmosferas dos exoplanetas com [esta missão].”

Possíveis sinais de habitabilidade no exoplaneta

Isso levou a outra novidade: cientistas aplicando modelos gráficos de fotoquímica a dados que exigem que essa física seja totalmente explicada. As melhorias resultantes na modelagem ajudarão a construir o know-how tecnológico para interpretar possíveis sinais de habitabilidade no futuro.

O telescópio também detectou uma variedade de elementos, incluindo sódio (Na), potássio (K) e vapor de água (H20) na atmosfera do exoplaneta.

Isso confirma o que foi capturado anteriormente por observações de telescópios espaciais e terrestres, mas o JWST encontrou impressões digitais adicionais de água nesses comprimentos de onda mais longos que nunca foram vistos antes.

O dióxido de carbono também foi encontrado nos novos dados, que foram detectados em resoluções mais altas, fornecendo o dobro do observado anteriormente.

E embora o monóxido de carbono tenha sido detectado, os astrônomos não identificaram metano (CH4) e sulfeto de hidrogênio (H2S) nos dados.

Ter uma lista tão completa de ingredientes químicos na atmosfera de um exoplaneta também dá aos cientistas um vislumbre da abundância de diferentes elementos, como as proporções carbono-oxigênio ou potássio-oxigênio.

Isso, por sua vez, fornece informações sobre como este planeta – e talvez outros – se formou a partir do disco de gás e poeira que envolve a estrela-mãe em seus anos mais jovens.

O inventário químico do WASP-39 b sugere uma história de colisões e fusões de corpos menores chamados planetesimais para criar um eventual planeta gigante.

Kazumasa Ohno, pesquisador de exoplanetas da UC Santa Cruz que trabalhou com dados do Webb, disse em um comunicado: “A abundância de enxofre [em relação ao] hidrogênio indica que o planeta presumivelmente experimentou um acúmulo significativo de planetesimais que podem fornecer [esses ingredientes] para a atmosfera. .

“Os dados também indicam que o oxigênio é muito mais abundante do que o carbono na atmosfera. Isso potencialmente indica que WASP-39 b se formou originalmente longe da estrela central.”