Telescópio James Webb detecta quatro exoplanetas raros no mesmo sistema

O telescópio respondeu questões sobre esse sistema que está a aproximadamente 133 anos-luz de distância da Terra.

O telescópio James Webb é o observatório espacial mais poderoso já construído. Seu lançamento foi muito aguardado e desde que finalmente começou sua missão, ele vem fazendo imagens e descobertas impressionantes e que intrigam os cientistas.

Uma delas foi a observação de quatro planetas maciços raros em órbitas amplas no sistema HR 8799, que está aproximadamente 133 anos-luz de distância. Isso foi registrado no dia 20 de outubro no servidor de pré-impressão Arxiv.

Astrônomos descobriram esse sistema 15 anos atrás. Contudo, na época, o que era sabido era somente a existência de três exoplanetas que orbitavam uma estrela Depois de pouco tempo, foi anunciado um quatro planeta. Todos eles foram identificados com imagem direta.

Observação

Uma raridade é que todos esses planetas maciços estão em órbitas amplas. E outro ponto importante é que o sistema HR 8799 é jovem. E por existirem dados de longo prazo a respeito desse arranjo, os astrônomos usaram o telescópio James Webb para observá-lo de novo.

Com essa visão mais moderna e tecnológica, o telescópio conseguiu dar uma refinada no que os astrônomos já sabiam a respeito do sistema e também caracterizar melhor as atmosferas desses planetas. Para isso, eles usaram as observações feitas pelos instrumentos Mid-Infrared Instrument (MIRI) e o coronógrafo do telescópio.

“No geral, as imagens do MIRI do sistema HR 8799 fornecem uma visão muito diferente do que no infravermelho próximo, com a clara detecção dos quatro planetas”, escreveram os autores do estudo, liderados por Anthony Boccaletti, do laboratório LESIA do Observatório de Paris, na França.

O sistema em questão é 1,5 vezes mais massivo e quase cinco vezes mais luminoso que o sol. Além disso, ele está rodeado por um disco de detritos e tem somente aproximadamente 30 milhões de anos. Em termos astronômicos, isso é bem jovem. Fato importante para revelar detalhes a respeito da formação dos planetas.

Sistema

Os exoplanetas desse sistema são:  HR 8799 b, c, d e e. Todos são massivos, e tem massas entre 5,7 e 9,1 vezes a de Júpiter. Os raios deles são aproximadamente 1,2 vezes o de Júpiter e a distância deles até a sua estrela é entre 16 e 71 unidades astronômicas, que um é o equivalente a 150 milhões de quilômetros.

Uma outra coisa rara é que as órbitas deles variam entre 45 a 460 anos. Com relação às temperaturas, elas variam de 627ºC a 1027ºC, com HR 8799 b sendo o mais frio. E conforme as medições feitas pelo telescópio, a temperatura do exoplaneta b é mais baixa do que se imaginava anteriormente.

De acordo com uma hipótese anterior, esses planetas eram anãs marrons. No entanto, as observações feitas pelo telescópio mostraram o contrário. Além disso, o MIRI identificou que as atmosferas deles tem água e CO, com uma detecção discutível de metano, o que é mais uma evidência de que eles são realmente planetas e não anãs marrons.

Outra coisa incomum do sistema é seu disco de detritos. Isso porque não é comum ele ter duas cinturas. Por isso que alguns pesquisadores indagaram se o que teria causado a borda interna da cintura externa teria sido um um quinto planeta com massa entre Júpiter e Saturno. Enquanto outros pensavam que poderia ser um aglomerado de poeira.

Essa foi outra questão que o telescópio conseguiu resolver. Na realidade, ela é um objeto no fundo do disco. “Com um novo ponto de dados, 4,44 anos após a detecção anterior, agora podemos concluir com segurança que este é um objeto de fundo”, afirmou o estudo.

Telescópio

Esse instrumento irá ajudar a responder questões fundamentais a respeito do universo, conseguirá, ainda, remontar ao tempo de 13 bilhões de anos atrás. Por isso que não é de se surpreender que ele tenha alguns detalhes impressionantes.

Espelho de ouro gigante

A peça central do telescópio é um espelho primário enorme. Ele é uma estrutura côncava de 6,5 metros de largura feita de 18 espelhos hexagonais menores. Por sua vez, os espelhos são feitos de berílio e revestidos de ouro. Como resultado, eles refletem a luz infravermelha dos confins do universo.

Além disso, o telescópio tem quatro instrumentos científicos que juntos fazem duas tarefas principais, sendo elas conseguir as imagens de objetos cósmicos e a espectroscopia, que é dividir a luz em comprimentos de onda separados para estudar as propriedades físicas e químicas da matéria cósmica.

Tanto o espelho, como esses dois instrumentos são protegidos com um protetor solar de cinco camadas. Ele tem o formato de uma pipa e é construído para se desdobrar no tamanho de uma quadra de tênis.

Alta tecnologia

O James Webb é um telescópio muito grande, em seu formato original, para ser transportado no cone do nariz de um foguete. Por isso, tem que se transportá-lo dobrado como se fosse um origami.

Desdobrar o telescópio é uma tarefa complexa e bastante desafiadora. Tanto que isso foi a coisa mais desafiadora que a NASA já fez até agora. Aproximadamente meia hora depois da decolagem, se instalará a antena de comunicações e os painéis solares que abastecerão o telescópio com energia.

Logo em seguida será o desdobramento do protetor solar. Isso começará no sexto dia, depois que o telescópio já tiver passado da lua. Todas as membranas finas serão guiadas por um mecanismo complexo envolvendo 400 polias e 1.312 pés de cabo.

Quando o telescópio já estiver há duas semanas no espaço será o momento do espelho se abrir. Então, quando o James Webb estiver em sua configuração final, seus instrumentos vão precisar ser resfriados e calibrados. Além de os espelhos precisarem ser ajustados com bastante precisão. Depois de seis meses, ele estará pronto para funcionar.

Construção

Ainda na década de 1990 os astrônomos começaram o debate sobre o telescópio que deveria substituir o Hubble. Por isso, a construção do James Webb só foi começar em 2004.

Por várias vezes adiaram o lançamento desse telescópio. Primeiramente, planejou-se seu lançamento para 2007 e depois, novamente adiado para 2018, por conta de todas as complexidades do seu desenvolvimento.

Como resultado, o telescópio é a colaboração internacional e integra instrumentos canadenses e europeus. Foram mais de 10 mil pessoas trabalhando nesse projeto com um orçamento de aproximadamente 10 bilhões de dólares. Tudo para se chegar até esse momento do tão esperado lançamento.

Fonte: GalileuScience Alert

Imagens: NASAWikipedia,  The Conversation

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