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Pela primeira vez, os astrônomos que usam o Telescópio Espacial James Webb capturaram diretamente uma imagem de um exoplaneta no espaço.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) capturou suas primeiras imagens de um mundo alienígena – e como o telescópio está atuando 10 vezes melhor do que o esperado, é provável que veremos muito mais no futuro.

Os astrônomos já tiraram imagens diretas de apenas 20 exoplanetas, todos de telescópios baseados na Terra. Mas como a atmosfera do nosso planeta bloqueia uma grande parte da faixa infravermelha, tem sido difícil detectar recursos desses planetas em grandes detalhes.

Prof Sasha Hinkle

“Estar aqui na Terra realmente define um piso de sensibilidade para o que somos capazes de detectar e, até hoje, o mais baixo planeta de massa que conseguimos detectar é sobre duas massas de Júpiter”, diz Sasha Hinkley na Universidade de Exeter , Reino Unido.

Agora, Hinkley e seus colegas usaram o JWST para imagear diretamente o chamado,  exoplaneta Super-Júpiter, HIP 65426 B, que é cerca de sete massas e orbita de Júpiter uma estrela a cerca de 400 anos-luz da Terra. A equipe o capturou em uma variedade de comprimentos de onda infravermelho e com uma precisão que antes era impossível.

“O que sabemos dessas observações é que o JWST quebrará esse chão de sensibilidade”, diz Hinkley. Observações futuras devem ser capazes de ir muito abaixo da massa de Júpiter, diz ele. “Isso nos permitirá chegar a planetas que são análogos de gigantes do gelo em nosso próprio sistema solar. Essas podem ser coisas como Saturns, ou possivelmente até Neptunes, se tivermos sorte. “

O HIP 65426 B é relativamente jovem e quente, o que significa que é mais fácil de fazer imagem. Foi observado anteriormente por telescópios terrestres, e é por isso que os pesquisadores o usaram para testar as capacidades de imagem de exoplanetas da JWST. Eles descobriram que o JWST teve um desempenho 10 vezes melhor do que o esperado e era muito mais sensível do que qualquer telescópios anteriores.

“Temos apenas uma sensibilidade requintada com o JWST, para que possamos ver objetos realmente fracos, especialmente se eles estão um pouco mais longe da estrela”, diz Beth Biller, membro da equipe, na Universidade de Edimburgo, Reino Unido.

Dr. Beth Biller

Também foi especialmente preciso ao medir alterações de brilho para exoplanetas. “A variabilidade do brilho realmente significa algo como nuvens, significa clima, nesses exoplanetas, então isso provavelmente significa que o JWST será sensível o suficiente para procurar coisas como nuvens”, diz Hinkley.

A equipe capturou o planeta em uma variedade de diferentes comprimentos de onda infravermelho, do infravermelho próximo que havia sido usado em imagens anteriores a comprimentos de onda do infravermelho médio que nunca haviam sido usados ​​antes. “Ao observar esses planetas em uma ampla gama de comprimentos de onda, apenas temos mais informações”, diz Hinkley. “Temos mais informações sobre as composições químicas de suas atmosferas e seu enriquecimento químico. Isso é realmente importante porque entender do que esses planetas são feitos e seus constituintes químicos podem nos dizer algo sobre seu processo de formação. ”

A imagem HIP 65426 B é complicada porque orbita tão perto de sua estrela hospedeira, o que cria um alto contraste no brilho. Hinkley e sua equipe usaram um coronagraph para bloquear a luz da estrela, permitindo que eles vejam a imagem em uma variedade de comprimentos de onda. O planeta parece um pouco diferente, dependendo de qual dos dois instrumentos de infravermelho do JWST, Nircam e Miri, foram usados, devido à maneira como esses dispositivos processam as imagens, diz Biller – você pode ver algumas dessas imagens diferentes na figura acima.

Como o JWST é muito exigido para observar muitos objetos astronômicos diferentes, na verdade não é o dispositivo ideal de imagem de exoplaneta, diz Michael Merrifield na Universidade de Nottingham, Reino Unido. “Mas é um grande salto para a frente em tudo o que, na verdade, acho que provavelmente nos levará a regimes em que nunca estivemos antes”.

Dito isto, existem limites. Os exoplanetas estão tão distantes da Terra e objetos tão difíceis de imaginar que o JWST não pode capturar imagens de alta resolução que se parecem com planetas em nosso próprio sistema solar. No entanto, Hinkley espera que as lições aprendidas com o JWST acabem levando a um telescópio que possa vislumbrar um planeta do tamanho de terra em torno de outra estrela.

“Por fim, queremos obter a imagem de um exo-terra algum dia e essas observações são realmente o começo de aprender a fazer a coronagraphia no espaço”, diz ele.

Referência: arxiv.org/abs/2208.14990

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