O Telescópio Espacial James Webb (JWST) realizou uma rara detecção direta de dois exoplanetas orbitando duas estrelas mortas, conhecidas como anãs brancas. Esses exoplanetas não apenas se assemelham notavelmente aos gigantes gasosos Júpiter e Saturno, mas as anãs brancas também desempenham o papel de analogias ao destino futuro do nosso Sol.

Quando o Sol eventualmente se transformar em uma anã branca, essa metamorfose provavelmente resultará na destruição dos planetas do sistema solar interno, estendendo-se até Júpiter. A pesquisa da equipe está disponível como pré-impressão no repositório de pesquisa arXiv. Susan Mullaly, autora principal da pesquisa e astrônoma do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, destaca a singularidade da descoberta, via Space.com.

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“Muito poucos planetas foram descobertos ao redor de anãs brancas”, afirma ela. “O extraordinário desses dois candidatos a planetas é que eles se assemelham mais aos planetas no nosso sistema solar externo em termos de temperatura, idade, massa e separação orbital do que qualquer planeta encontrado anteriormente. Isso nos oferece a primeira oportunidade de visualizar como um sistema planetário se configura após a morte de sua estrela.”

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james webb anã branca
Os dois exoplanetas vistos ao redor de suas estrelas anãs brancas pelo instrumento MIRI do JWST. (Imagem: Mulaney, et al, 2024)

As observações desses candidatos a planetas foram realizadas pelo Instrumento de Médio Infravermelho (MIRI) do JWST, enquanto orbitavam as anãs brancas WD 1202-232 e WD 2105-82. Um dos exoplanetas está localizado a aproximadamente 11,5 vezes a distância entre a Terra e o Sol de sua anã branca hospedeira, enquanto o outro se encontra a cerca de 34,5 vezes essa separação.

As massas desses exoplanetas ainda são incertas, variando entre 1 e 7 vezes a massa de Júpiter. Essa descoberta, no entanto, oferece um vislumbre intrigante do que pode acontecer com os planetas além de Marte, especialmente os gigantes gasosos Júpiter e Saturno, quando o Sol eventualmente se tornar uma anã branca.

Nossa expectativa é que o Sol se transforme em uma anã branca daqui a 5 bilhões de anos. Prevemos que os planetas se afastem para órbitas mais amplas após a morte de uma estrela. Portanto, ao retroceder o tempo desses candidatos a planetas, esperaríamos que eles tivessem separações orbitais semelhantes às de Júpiter e Saturno. Confirmar esses planetas fornecerá evidências diretas de que planetas como Júpiter e Saturno podem sobreviver à morte de sua estrela hospedeira.

Susan Mullaly, autora principal da pesquisa e astrônoma do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial

Além disso, as anãs brancas que desempenham o papel central nessa descoberta estão poluídas com elementos mais pesados do que hidrogênio e hélio, conhecidos como “metais”. Mullaly especula sobre o que isso pode significar para os corpos no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter após a morte do Sol;

Suspeitamos que os planetas gigantes causam a poluição metálica ao direcionar cometas e asteroides para a superfície das estrelas. A existência desses planetas reforça a conexão entre a poluição metálica e os planetas. Como 25% a 50% das anãs brancas mostram esse tipo de poluição, significa que planetas gigantes são comuns ao redor de anãs brancas.

Susan Mullaly

Peso da descoberta

  • A relevância dessa descoberta ultrapassa as implicações para o futuro do nosso sistema planetário; ela representa uma conquista científica rara.
  • Desde a detecção dos primeiros exoplanetas na década de 1990, aproximadamente 5.000 mundos foram descobertos orbitando estrelas fora do nosso sistema solar.
  • No entanto, apenas 50 desses exoplanetas foram identificados por meio de imagens diretas, devido à dificuldade de distinguir a luz de um planeta à distância da intensa luz da estrela-mãe.
  • Ao contrário dos métodos indiretos predominantes, o JWST capturou diretamente a imagem desses exoplanetas, proporcionando a oportunidade de estudar esses mundos mais profundamente.
  • Mullaly enfatiza que nem tudo o que foi descoberto sobre esses exoplanetas estava de acordo com as expectativas, sugerindo possíveis revoluções nas teorias sobre exoplanetas.

Se esses forem planetas, é surpreendente que não sejam tão vermelhos no infravermelho médio quanto esperávamos. A quantidade de luz coletada pelo JWST em 5 e 7 mícrons é mais brilhante do que esperaríamos para ambos os candidatos a exoplanetas, dada a idade deles e o quão brilhantes são a 15 mícrons. Isso pode desafiar nossa compreensão da física e química das atmosferas de exoplanetas. Ou talvez isso signifique que há outra fonte de luz, como uma lua aquecida orbitando o planeta.

Susan Mullaly