O Telescópio Espacial James Webb da NASA fez as primeiras medições diretas da composição química e das condições físicas de um possível disco formador de luas que envolve um exoplaneta massivo. O disco rico em carbono circunda o planeta conhecido como CT Cha b, localizado a aproximadamente 625 anos-luz da Terra. Embora nenhuma lua tenha sido detectada nos dados do Webb, o ambiente pode servir como um berço para futuras luas, proporcionando insights valiosos sobre como esses satélites naturais vêm a existir.
O estudo que descreve esses resultados aparece em The Astrophysical Journal Letters.
Um Sistema Estelar Jovem em Suas Primeiras Fases
A estrela ao redor da qual CT Cha b orbita tem apenas 2 milhões de anos e ainda está acumulando material de seu entorno. No entanto, as observações do Webb mostram que o disco menor ao redor do planeta é separado do maior que alimenta a estrela. O planeta e sua estrela estão a enormes 46 bilhões de milhas de distância, revelando que eles são sistemas distintos de atividade.
Compreender como planetas e luas se formam é essencial para explicar como os sistemas planetários evoluem pela galáxia. As luas provavelmente superam em número os planetas, e algumas podem até suportar condições adequadas para a vida. Graças às capacidades do Webb, os astrônomos estão começando a observar diretamente esses momentos iniciais de desenvolvimento planetário e lunar.
Rastreamento das Origens dos Sistemas Planetários
Os pesquisadores afirmam que essa descoberta é um avanço na compreensão de como planetas e luas se formam e crescem. As observações detalhadas do Webb permitem que os cientistas comparem esse jovem sistema com a história inicial de nosso próprio sistema solar, que se formou há mais de 4 bilhões de anos.
“Podemos ver evidências do disco ao redor do companheiro e estudar a química pela primeira vez. Não estamos apenas testemunhando a formação de luas — também estamos presenciando a formação deste planeta,” disse Sierra Grant, co-autora do estudo da Carnegie Institution for Science em Washington.
“Estamos vendo quais materiais estão se acumulando para construir o planeta e as luas,” acrescentou Gabriele Cugno, principal autor do estudo da Universidade de Zürich e membro do Centro Nacional de Competência em Pesquisa PlanetS.
Desvendando a Luz de um Planeta Distante
Para estudar CT Cha b, o Webb utilizou seu MIRI (Instrumento de Infravermelho Médio) e um espectrógrafo de resolução média. Análises iniciais de dados arquivados do Webb mostraram indícios de moléculas dentro do disco circumplanetário, levando a uma investigação mais detalhada. Como o fraco brilho do planeta se perde facilmente na luminosidade de sua estrela hospedeira, os pesquisadores aplicaram técnicas de imagem de alto contraste para separar a luz do planeta daquela da estrela.
“Vimos moléculas na localização do planeta, e então sabíamos que havia material ali que valia a pena investigar e que gastamos um ano tentando extrair dos dados. Isso realmente exigiu muita perseverança,” disse Grant.
A equipe identificou, ao final, sete moléculas contendo carbono no disco, incluindo acetileno (C2H2) e benzeno (C6H6). Essa forte assinatura de carbono contrasta marcadamente com a química do próprio disco da estrela, onde a água está presente, mas o carbono está ausente. As diferenças químicas entre os dois discos revelam como rapidamente esses ambientes podem evoluir — na ordem de apenas 2 milhões de anos.
Um Vislumbre da Formação de Lunas
Cientistas há muito teorizam que as quatro grandes luas de Júpiter — Io, Europa, Ganimedes e Calisto — se originaram de um disco semelhante que cercava o jovem planeta há bilhões de anos. O alinhamento de suas órbitas apoia essa ideia. As duas luas mais externas, Ganimedes e Calisto, são compostas por cerca de 50% de gelo d’água, mas provavelmente contêm núcleos rochosos ricos em elementos como carbono ou silício.
“Queremos aprender mais sobre como nosso sistema solar formou suas luas. Isso significa que precisamos olhar para outros sistemas que ainda estão em construção. Estamos tentando entender como tudo isso funciona,” disse Cugno. “Como essas luas vêm a existir? Quais são seus componentes? Quais processos físicos estão em jogo e em quais prazos? O Webb nos permite testemunhar o drama da formação de luas e investigar essas questões observacionalmente pela primeira vez.”
Nos próximos anos, a equipe de pesquisa planeja usar o Webb para estudar sistemas planetários jovens adicionais, com o objetivo de comparar a diversidade física e química entre discos que podem um dia gerar luas.
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório espacial do mundo, projetado para explorar o universo com precisão incomparável. Ele está ajudando os cientistas a desvendar os mistérios de nosso sistema solar, estudar planetas distantes que orbitam outras estrelas e olhar para as primeiras galáxias que moldaram o cosmos. O Webb é uma parceria internacional entre a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA), combinando tecnologia avançada e colaboração global para expandir nossa compreensão do universo e de nosso lugar dentro dele.
