JWST descobre TWA-7b, seu primeiro exoplaneta visto diretamente a 111 anos-luz

O JWST acabou de alcançar mais um marco.

Um exoplaneta inédito visto diretamente pelo JWST

Em torno de uma estrela recém-formada a apenas 111 anos-luz, o potente telescópio espacial confirmou oficialmente seu primeiro exoplaneta. Ele se chama TWA-7b e, até agora, é o menor mundo que a humanidade já conseguiu registrar por imagem direta.

O TWA-7b é um gigante gasoso frio, com cerca de um terço da massa de Júpiter, que orbita sua estrela hospedeira - uma anã vermelha - a uma distância impressionante: 52 vezes maior do que a distância entre a Terra e o Sol. No nosso Sistema Solar, isso colocaria o TWA-7b na região do Cinturão de Kuiper, bem além da órbita de Plutão.

E não é só o planeta que chama a atenção. As observações foram tão detalhadas que uma equipa liderada pela astrónoma Anne-Marie Lagrange, do Observatório de Paris, na França, conseguiu confirmar previsões sobre como os planetas se formam e como interagem com o ambiente ao redor.

Segundo os pesquisadores, o achado evidencia o potencial do JWST não apenas para estudar exoplanetas de forma indireta, mas também para localizá-los e analisá-los diretamente, indo além do alcance de outros instrumentos.

"Os resultados atuais mostram que o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do JWST abriu uma nova janela no estudo de planetas de massa sub-Júpiter usando imagem direta", escrevem no artigo.

"De fato, o TWA-7b (cerca de 100 vezes a massa da Terra) é pelo menos 10 vezes mais leve do que os exoplanetas obtidos por imagem direta até agora, e planetas tão leves quanto 25 a 30 massas terrestres poderiam ter sido detetados, se estivessem presentes."

Até hoje, quase 6,000 exoplanetas já foram confirmados na Via Láctea. Isso é notável, considerando o quão difícil é distinguí-los: são muito pequenos, muito pouco brilhantes e estão muito distantes; por isso, a grande maioria foi medida apenas indiretamente, a partir das alterações que sua presença provoca na luz das estrelas.

Na prática, apenas cerca de 80 exoplanetas foram de fato vistos por imagem direta.

O sistema TWA-7 e o disco com anéis

A estrela TWA-7 está numa posição especialmente favorável para tentar obter a imagem direta de um exoplaneta. Ela tem cerca de 6.4 milhões de anos - em termos estelares, é como uma criança pequena - tão jovem que ainda permanece envolta por um disco remanescente do material que alimentou a estrela enquanto ela crescia.

É nesses discos que os planetas nascem. O material se aglomera enquanto orbita a estrela e, aos poucos, vai acumulando até atingir massa suficiente para formar um mundo. Nesse processo, surgem lacunas no disco: o planeta em formação abre espaço, cria anéis e "pastoreia" o material em ambos os lados do vão, de modo semelhante às luas pastoras associadas aos anéis de Saturno.

Ao menos, é assim que se imagina. Como Lagrange e seus colegas lembram, "nenhum planeta responsável por essas características foi detetado ainda".

A TWA-7 está orientada de forma que seu polo aponta para a Terra. Com isso, astrónomos conseguem observar todo o disco de material ao redor, separado em três anéis distintos. Lagrange e seus colegas apontaram o JWST para esse disco, procurando identificar um exoplaneta numa das lacunas entre os anéis - escavando uma cavidade para si no material ao redor da TWA-7.

"Detetámos de forma inequívoca uma fonte a 1.5 segundos de arco da estrela, cuja melhor interpretação é a de um planeta frio, de massa sub-Júpiter", escrevem. A análise indica que esse mundo tem aproximadamente a mesma massa de Saturno.

O que a detecção de TWA-7b permite investigar

Trata-se de uma descoberta notável, que amplia de maneira drástica o limite inferior de massa para exoplanetas detetáveis por imagem direta. E isso pode ser apenas o começo: os pesquisadores avaliam que o JWST tem capacidade de observar mundos com massa bem menor do que a do TWA-7b.

O telescópio é frequentemente usado para avaliar atmosferas de exoplanetas a partir de como a luz da estrela se altera quando atravessa esses gases. Já a imagem direta é uma abordagem totalmente diferente para estudar exoplanetas, capaz de revelar detalhes difíceis de obter por qualquer outro método.

A equipa conclui que o TWA-7b é um alvo especialmente promissor para investigações futuras.

"O TWA-7b é muito bem adequado para uma modelagem dinâmica mais detalhada das interações entre disco e planeta", observam.

"Como está bem resolvido angularmente em relação à estrela, o TWA-7b é adequado para investigações espectroscópicas diretas, proporcionando a oportunidade de estudar o interior e a atmosfera de um exoplaneta frio (cerca de 320 K), de massa sub-Júpiter e não irradiado, e iniciar estudos comparativos com os gigantes do nosso Sistema Solar, muito mais antigos e mais frios."

A pesquisa foi publicada na Nature.