James Webb detecta presença de água ao observar o exoplaneta WASP-96b

A medição feita pelo telescópio espacial foi classificada pelos especialistas como "a mais detalhada feita de um planeta fora do nosso sistema solar até hoje"

Talita de Souza

postado em 12/07/2022 17:18 / atualizado em 12/07/2022 17:48

Espectro do exoplaneta Wasp96b, divulgado pela Nasa nesta terça-feira (12/7) - (crédito: Nasa, ESA, CSA e STScI)

O primeiro exoplaneta observado pelo telescópio espacial James Webb foi "desvendado" de maneira "imediata e detalhada sem precedentes" pelo mais poderoso observador lançado ao espaço, afirmam cientistas da Nasa. Webb detectou a presença de água, nuvens e neblina na atmosfera ao redor do Wasp-96b, em uma medição classificada pelos especialistas como “a mais detalhada feita de um planeta fora do nosso sistema solar até hoje”.

A observação feita pelo telescópio, que teve as primeiras imagens captadas e relatórios de observação divulgados nesta terça-feira (12/7), detectou a presença de moléculas de gás específicas com base em pequenas diminuições no brilho de cores captadas, a partir da formulação do espectro de luz mais detalhado até hoje.

Para os cientistas, os dados produzidos por Webb sugerem que o aparelho "desempenhará um papel significativo na busca por planetas potencialmente habitáveis nos próximos anos". Esses planetas localizados fora do sistema solar são denominados como exoplanetas.

A detecção clara e profunda da atmosfera do Wasp-96b só foi possível pela capacidade de captação apurada e inovadora do espelho revestido de ouro e os detectores de infravermelho colocados no telescópio. O espectro de luz que demonstrou as variações de moléculas de gás foi formulado a partir do uso do espectrógrafo com infravermelho de Webb, denominado NIRISS. 

O resultado das análises feitas pelo NIRISS revelou dados do exoplaneta e da atmosfera dele. Primeiro, uma curva de luz confirmou a existência, o tamanho e a órbita do planeta. Wasp-96b, um dos mais de 5 mil exoplanetas existentes na Via Láctea, está localizado a cerca de 1.150 anos-luz de distância na constelação de Phoenix e tem a forma gigante e gasosa que “não tem planeta similar em nosso sistema solar”.

Isso porque, com massa menor que a metade de Júpiter e um diâmetro 1,2 vezes maior, o exoplaneta é muito mais “inchado” do que qualquer planeta do sistema solar. Além disso, a temperatura é superior a 1.000ºF (cerca de 555ºC), o que o torna mais quente do que a Terra e qualquer um dos nossos vizinhos.

Ele orbita muito próximo da estrela parecida com o Sol e completa o circuito em volta dela a cada três dias e meio “terrestres”.

Espelho permitiu a descoberta de água e neblina no exoplaneta

Em 2018, uma equipe de astrônomos da Universidade de Exeter afirmou que Wasp-96b era um planeta sem nuvens, após analisar dados fornecidos pelo telescópio europeu VLT (Very Large Telescope). Agora, os dados da atmosfera do exoplaneta coletados por Webb registraram, por meio do espectro de transmissão, a presença “inequívoca” de água, indícios de neblina e evidência de nuvens ao redor dele. 

O espectro do Wasp-96b nada mais é do que o resultado de uma espectroscopia, um método científico criado pelos astrônomos para estudar objetos e materiais com base nas cores. A reação da matéria estudada produz padrões detalhados de cores, registrados em comprimentos de onda, que revelam o tamanho, a forma e a estrutura da matéria, além da composição do material observado.

O espectro é feito a partir da emissão de uma gama de luzes sob a matéria observada e, assim, os dados são captados. A diferença dos espectros feitos pelo Webb, demonstrados pelas análises do Wasp-96b, de outros telescópios é a de que o enorme espelho revestido de ouro do telescópio coleta as reações dos materiais de maneira mais eficiente, além disso, o NIRISS lança ao objeto a luz em arco-íris em milhares de cores infravermelhas.

Já o detector de infravermelho do NIRISS é sensível a ponto de medir a mais sutil diferença de brilho nas reações à matéria. No caso do Wasp-96b, a tecnologia mediu a luz captada em volta do exoplaneta por cerca de 6 horas e 40 minutos, enquanto o planeta fazia uma volta em torno da estrela parecida com o sol.

Com os dados, o NIRISS produziu uma curva de luz que demonstrou o escurecimento da luz das estrelas durante o trajeto de órbita e um espectro de transmissão que revela a mudança de brilho de comprimentos de onda da luz infravermelha.

Os cientistas analisaram os comprimentos de onda captados e registraram a presença e a quantidade de gases-chave na atmosfera do Wasp-96 — o átomo de H2O, que se refere a água, foram vistos nos locais e alturas dos picos no gráfico abaixo durante a rota do exoplaneta em volta da estrela parecida com o Sol.

Espectro de luz produzido pelo telescópio James Webb detectou a presença de átomos de água na atmosfera do exoplaneta Wasp-96 (foto: Nasa/Reprodução)

Os átomos e moléculas desses gases e elementos são detectados porque têm padrões característicos nos comprimentos de ondas, uma espécie de assinatura capaz de revelar a presença deles no espaço, assim como as impressões digitais e sequências de DNA revelam a identidade de uma pessoa — exemplificam os cientistas.

Os cientistas afirmam que observações anteriores, feitas pelo Hubble, não foram capazes de detectar os elementos. “O espectro do WASP-96 b capturado pelo NIRISS não é apenas o espectro de transmissão próximo ao infravermelho mais detalhado de uma atmosfera de exoplaneta capturado até hoje, mas também cobre uma gama notavelmente ampla de comprimentos de onda, incluindo luz vermelha visível e uma parte do espectro que não foi anteriormente acessível a partir de outros telescópios”, detalha o relatório da Nasa.

O James Webb fez uma "observação imediata e mais detalhada" da atmosfera do exoplaneta do que o telescópio Hubble foi capaz de fazer nas últimas duas décadas. Hubble só conseguiu detectar o primeiro registro de água na atmosfera de um exoplaneta em 2013, lembra a Nasa.