O Telescópio Espacial James Webb da NASA fez as primeiras medições diretas da composição química e das condições físicas do disco em torno de um exoplaneta gigante que pode ter formado a lua. Este disco rico em carbono orbita um planeta conhecido como CT Cha b, a cerca de 625 anos-luz da Terra. Embora nenhum satélite tenha sido detectado nos dados do Webb, este ambiente poderia servir como local de nascimento para futuros satélites, fornecendo informações valiosas sobre como tais satélites naturais poderiam existir.
O estudo que descreve esses resultados aparece em Comunicações do Jornal Astrofísico.
Sistemas estelares jovens em seus estágios iniciais
A estrela CT Cha b orbita tem apenas 2 milhões de anos e ainda está coletando material de seu entorno. No entanto, as observações de Webb mostraram 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 75 mil milhões de quilómetros, sugerindo que são sistemas activos separados.
Compreender a formação de planetas e luas é fundamental para explicar como os sistemas planetários evoluem na Via Láctea. Pode haver mais luas do que planetas, e alguns podem até ter condições adequadas para a vida. Graças às habilidades de Webb, os astrônomos estão agora começando a observar diretamente os primeiros momentos do desenvolvimento dos planetas e da Lua.
Rastreando as origens dos sistemas planetários
Os pesquisadores dizem que a 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 sistema solar, que se formou há mais de 4 mil milhões de anos.
“Podemos ver evidências de um disco em torno da estrela companheira e podemos estudar a sua composição química pela primeira vez. Não estamos apenas a testemunhar a formação da lua, estamos a testemunhar a formação do planeta,” disse o co-autor principal Sierra Grant, do Carnegie Institution for Science, em Washington.
“Estamos observando quais materiais estão se acumulando para construir planetas e luas”, acrescentou o autor principal Gabriele Cuneo, da Universidade de Zurique e membro do Centro Nacional de Competência para Pesquisa Planetária.
Desbloqueando a luz de planetas distantes
Para estudar CT Cha b, Webb usou MIRI (instrumento de infravermelho médio) e um espectrógrafo de resolução moderada. As primeiras análises dos dados arquivados do Webb mostraram sinais de moléculas dentro do disco circunplanetário, o que levou a uma investigação mais detalhada. Como o brilho fraco de um 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 onde estavam os planetas, por isso sabíamos que havia algo que valia a pena explorar ali e passámos um ano a tentar extraí-lo dos dados. Foi realmente necessária muita perseverança,” disse Grant.
A equipe finalmente descobriu sete moléculas contendo carbono no disco, incluindo acetileno (C2H2) e benzeno (C6H6). Esta forte assinatura de carbono contrasta com a composição química do próprio disco da estrela, no qual a água está presente mas o carbono está ausente. As diferenças químicas entre os dois discos revelam a rapidez com que estes ambientes evoluíram – em apenas cerca de 2 milhões de anos.
Vislumbre da formação da lua
Os cientistas há muito que acreditam que as quatro grandes luas de Júpiter – Io, Europa, Ganimedes e Calisto – se originaram de discos semelhantes que orbitaram o jovem planeta há milhares de milhões de anos. O seu alinhamento orbital apoia esta ideia. As duas luas mais externas, Ganimedes e Calisto, são compostas por cerca de 50% de gelo de água, mas podem ter um núcleo rochoso rico em elementos como carbono ou silício.
“Queremos saber mais sobre como o sistema solar formou as suas luas. Isso significa que precisamos estudar outros sistemas que ainda estão em construção. Estamos tentando entender como tudo isso funciona”, disse Cuneo. “Como estas luas se formaram? Quais são as suas composições? Que processos físicos estão em ação e em que escalas de tempo? Webb permitiu-nos testemunhar pela primeira vez os eventos dramáticos da formação da lua e estudar estas questões através de observações.”
Durante o próximo ano, a equipa planeia usar o Webb para estudar sistemas planetários mais jovens, com o objetivo de comparar a diversidade física e química entre 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 ajudando os cientistas a desvendar os mistérios do nosso sistema solar, a estudar planetas distantes que orbitam outras estrelas e a olhar para as primeiras galáxias que moldaram o universo. Webb é uma parceria internacional entre a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA), que combina tecnologia avançada com colaboração global para expandir a nossa compreensão do universo e do nosso lugar nele.
