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Estrela engolindo planeta é registrada pelo James Webb

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Observações do Telescópio James Webb (JWST) deram novas informações sobre o primeiro caso de uma estrela engolindo um planeta registrado pela NASA. Os dados inéditos sugerem que a órbita do planeta encolheu com o tempo, o que o levou em direção à estrela até ser consumido.

A estrela do caso está localizada na Via Láctea, a cerca de 12 mil anos-luz da Terra. Ela é mais avermelhada e menos luminosa que o Sol do Sistema Solar.

Astrônomos observaram o caso pela primeira vez em 2020, com o Telescópio Samuel Oschin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia. A partir desses primeiros dados, o grupo de pesquisadores achou que se tratava de uma gigante vermelha crescendo e engolindo tudo ao seu redor. 

O JWST conseguiu mostrar uma nova história para o caso ao medir a emissão oculta da estrela – que é a radiação obscurecida por poeira, gás e outros fatores. A equipe descobriu que o astro não era tão brilhante quanto deveria ser, caso fosse uma gigante vermelha em crescimento, indicando que não houve expansão para engolir o planeta.

Pelo contrário, o estudo sugere que, no momento de seu fim, o planeta tinha o tamanho de Júpiter, mas orbitava sua estrela mais perto do que Mercúrio orbita o Sol. No decorrer de milhões de anos, o astro foi se aproximando da estrutura estelar até ter um final catastrófico.

“O planeta finalmente começou a tocar a atmosfera da estrela. A partir daquele momento, houve um processo descontrolado de queda mais rápida”, disse Morgan MacLeod, membro da equipe de pesquisa do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em um comunicado.

Ilustração da NASA dos passos até o planeta se chocar com a estrela. (Imagem: NASA, ESA, CSA, R. Crawford [STScI])

Estrela “arrotou” restos do choque

Em seus últimos momentos, o planeta expeliu gás das camadas externas da estrela ao se chocar com ela. Conforme esfriaram, os elementos desse gás se condensaram em poeira no decorrer do ano seguinte ao fenômeno. “O planeta, à medida que caía, começou a se espalhar pela estrela”, explicou MacLeod

No entanto, mesmo com o esfriamento, informações coletadas pelo James Webb revelaram um disco de gás molecular quente ao redor do astro estelar.  “Com um telescópio tão transformador como o Webb, era difícil para mim ter qualquer expectativa sobre o que encontraríamos nas imediações da estrela”, disse Colette Salyk, pesquisadora de exoplanetas e coautora do artigo. 

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A possibilidade de caracterizar os elementos no gás traz mais questões aos cientistas. Com isso, eles poderão entender com maior precisão o que aconteceu quando a estrela engoliu o planeta.

“Este é realmente o precipício do estudo desses eventos. Este é o único que observamos em ação, e esta é a melhor detecção das consequências depois que as coisas se acalmaram. Esperamos que este seja apenas o início da nossa amostra”, concluiu Ryan Lau, pesquisador do NOIRLab e participante da pesquisa.

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James Webb descobre galáxia espiral cinco vezes mais massiva que a Via Láctea

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Um estudo publicado na revista Nature Astronomy revelou uma galáxia espiral gigante, cinco vezes mais massiva que a Via Láctea, formada apenas dois bilhões de anos após o Big Bang. Batizada de “Big Wheel” (Roda Gigante), ela foi detectada pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, surpreendendo os cientistas por ter se desenvolvido muito cedo na história do Universo.

O equipamento observou a Roda Gigante próxima a um quasar – uma região extremamente energética alimentada por um buraco negro supermassivo. A galáxia está a 11,7 bilhões de anos-luz da Terra e tem aproximadamente o mesmo diâmetro da nossa: cerca de 100 mil anos-luz.

Chamou a atenção dos pesquisadores, em especial, o disco em rotação bem definido, algo típico de galáxias espirais maduras. Isso foi confirmado por meio de medições feitas com um dos instrumentos do Webb, o espectrógrafo NIRSpec, que detectou o movimento do gás e das estrelas ao redor do núcleo da galáxia.

Esse movimento de rotação segue um padrão já conhecido pelos cientistas, chamado de curva de rotação plana. Em termos simples, isso quer dizer que as regiões mais distantes do centro da galáxia giram tão rápido quanto as mais próximas, o que normalmente só acontece em galáxias já bem desenvolvidas.

Além disso, a velocidade de rotação da Big Wheel está de acordo com a chamada relação de Tully-Fisher, que associa o tamanho e a rotação das galáxias. Ou seja, mesmo sendo muito antiga, ela já apresenta características semelhantes às das galáxias modernas, o que é inesperado para aquela fase inicial do Universo.

Galáxia Big Wheel, um enorme disco rotativo a 11,7 bilhões de anos-luz de distância. Sua espiral se estende por 100 mil anos-luz, o que faz dela a maior galáxia confirmada do início dos tempos. Galáxias próximas aparecem como bolhas azuis, com uma galáxia maior na parte inferior esquerda da mesma estrutura. Crédito: NASA / ESA

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Observações do James Webb revolucionam entendimento da formação de galáxias

“Essa galáxia é espetacular por estar entre as maiores espirais já encontradas, especialmente em uma época tão precoce”, afirmou o astrônomo Charles Steidel, um dos autores da pesquisa, em um comunicado. Segundo ele, essa descoberta pode mudar a forma como entendemos a evolução das galáxias.

Uma possível explicação para o crescimento acelerado da Big Wheel é o ambiente em que ela se formou. A galáxia está numa região do espaço extremamente densa, com uma concentração de galáxias mais de dez vezes maior que a média. Esse tipo de local favorece fusões e o acúmulo de gás, que alimentam a formação de grandes galáxias.

De acordo com Sebastiano Cantalupo, coautor do estudo, a Big Wheel pode ter aproveitado a abundância de gás e a dinâmica da região para crescer rapidamente. As fusões com outras galáxias também podem ter ajudado a aumentar seu tamanho em pouco tempo.

O achado levanta dúvidas sobre os modelos atuais de formação galáctica. A existência de uma espiral tão grande e estruturada tão cedo pode obrigar os cientistas a repensar como e em que condições o Universo permitiu o nascimento de gigantes como essa.

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James Webb redefine tamanho de asteroide que ameaçou a Terra e pode atingir a Lua

by with No Comment Asteroideasteroide 2024 YR4asteroidesCiência e EspaçoJames WebbLuaTelescópio espacial James Webb

Em dezembro de 2024, astrônomos identificaram um asteroide com chances de colidir com a Terra em 2032. Com tamanho estimado em 55 metros (o equivalente a um prédio de 18 andares), o objeto, denominado 2024 YR4, passou a ser constantemente monitorado por telescópios em solo ao redor do globo, na expectativa de redução da probabilidade de impacto.

Isso de fato aconteceu: de 1,2%, as chances de colisão chegaram a triplicar, mas, felizmente, foram eliminadas há duas semanas. De qualquer modo, o monitoramento continua e, para isso, os cientistas contam com a ajuda do mais moderno observatório já enviado ao espaço – o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA.

Imagem do asteroide 2024 YR4 obtida pelo Very Large Telescope do ESO (VLT). Crédito: ESO/O. Hainaut

Conforme noticiado pelo Olhar Digital, foi concedido tempo emergencial de uso do equipamento para uma análise mais profunda da situação. E a primeira observação do objeto acaba de ser concluída, revelando que ele pode ser maior do que se pensava.

Embora qualquer risco de colisão com a Terra tenha sido descartado, a possibilidade de impacto com a Lua ainda existe, mesmo que pequena. Uma nova observação pelo JWST deve acontecer no mês que vem. Depois disso, a próxima oportunidade para estudá-lo será apenas em 2028.

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Como foi feita a análise do telescópio James Webb 

O JWST usou seus sensores infravermelhos para medir diretamente o calor emitido pelo asteroide, ajudando a determinar seu tamanho e composição. Como os telescópios terrestres dependem da luz refletida pelo Sol, isso pode gerar imprecisões.

A primeira observação do Webb aconteceu na quarta-feira, 26 de março. Durante cinco horas, o telescópio registrou o asteroide completando uma rotação a cada 20 minutos. Com isso, os pesquisadores converteram os dados em comprimentos de onda infravermelhos e calcularam seu tamanho real. 

Segundo eles, o 2024 YR4 tem cerca de 60 metros de diâmetro, sendo um pouco maior do que previam as estimativas iniciais. Além disso, sua temperatura é mais baixa do que o esperado, sugerindo ainda que seja mais rochoso do que se imaginava.

O asteroide 2024 YR4 visto pelo telescópio Gemini do Sul em 7 de fevereiro de 2025. Crédito: Catalina Sky Survey/ LPL/Dr. Wierzchos/ Bryce Bolin

Asteroide pode colidir com a Lua

Apesar de não oferecer risco para a Terra, o asteroide 2024 YR4 ainda pode colidir com a Lua, conforme noticiado pelo Olhar Digital. Em declaração ao site New Scientist, Andrew Rivkin, astrônomo da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, revelou que a chance de impacto é de cerca de 2%.

A Lua já é constantemente atingida por pequenos meteoros, e suas crateras provam que sobreviveu a impactos muito maiores. Mas acompanhar um asteroide conhecido criando uma nova cratera em tempo real seria uma oportunidade única para os cientistas estudarem esse fenômeno.

Possível impacto do asteroide 2024 YR4 com a Lua em 2032 pode ser observável da Terra. Crédito: Muratart – Shutterstock

“Estamos torcendo por um impacto lunar”, afirmou Alan Fitzsimmons, professor da Queen’s University de Belfast, na Irlanda do Norte. “Não teria efeitos na Terra, mas nos permitiria estudar a formação de uma cratera por um asteroide conhecido pela primeira vez”.

A próxima observação do JWST, prevista para maio, ajudará a refinar os cálculos e entender melhor o destino do asteroide.

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“Pontos vermelhos” captados pelo James Webb podem ser buracos negros

by with No Comment buraco negroburaco negro supermassivoCiência e EspaçoJames Webb

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelou em suas fotos um grupo de objetos avermelhados nomeados de “pequenos pontos vermelhos (LRDs)”. Pesquisadores acreditam que eles são um registro dos momentos iniciais da formação de galáxias no universo e podem estar girando em alta velocidade.

Ao se analisar os LRDs, a equipe descobriu que o seu espectro é altamente ampliado pelo efeito Doppler. Segundo o artigo, isso indica que o gás que está emitindo luz está girando sobre um centro em uma velocidade tremenda. Os cálculos do grupo mostraram que ele está orbitando a mais de mil quilômetros por segundo.

Essa situação sugere que os gases estão na órbita de um buraco negro supermassivo que está alimentando um núcleo galáctico ativo (AGN). Porém, os pontos vermelhos se diferenciam dos outros AGNs porque sua intensidade no espectro infravermelho é plana. Além disso, eles também emitem pouco nas faixas de raios-x e rádio, o que é incomum para núcleos ativos.

Na busca pela resposta, a equipe de cientistas analisou 12 LRDs em fotografias de alta resolução feitas pelo JWST.

Pontos vermelhos captados pelo James Webb. (Imagem: NASA, ESA, CSA, STScI, Dale Kocevski (Colby College))

Buraco negro dos LRDs está amadurecendo

Os modelos matemáticos utilizados na pesquisa tomaram como base para os LRDs um disco de acreção girando rapidamente ao redor de um buraco negro embutido em uma nuvem galáctica jovem. A partir disso, a equipe descobriu que a nuvem ao redor precisaria ser altamente ionizada, o que faria uma densa camada de elétrons livres ao redor da galáxia, absorvendo grande parte dos raios-x e da luz de rádio.

Ao constatarem isso, os cientistas notaram que, se os gases são densos a ponto de bloquear os raios, o buraco negro deve estar gerando uma quantidade enorme de energia para os LRDs brilharem. 

Com base em observações, os buracos negros teriam que estar acumulando massa perto do Limite de Eddington, que é a taxa máxima de acumulação de matéria. Para além dessa linha, a intensidade da luz produzida é tão forte que empurraria a matéria para longe mais rápido do que a gravidade poderia juntá-la.

Representação artística de um buraco negro supermassivo ativo lançando poderosos jatos. (Imagem: ESO/L. Calçada)

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Todas essas informações levaram o grupo a concluir que os LRDs são buracos negros supermassivos jovens em estado de amadurecimento. Segundo as estimativas de massa, eles têm cerca de 10 mil a um milhão de massas solares, o que é muito menor do que os outros supermassivos.

A equipe também conseguiu explicar porque é difícil observar LRDs em desvios para o vermelhos menores. Sua acreção de massa perto do Limite de Eddington os faria limpar rapidamente a nuvem ionizada ao seu redor. À medida que essa névoa se dissipa, os pontos vermelhos começam a se assemelhar aos núcleos galáticos ativos tradicionais, chegando à maturidade.

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Descoberta cósmica comprova teoria de Einstein

by with No Comment aglomerado de galáxiasAlbert EinsteingaláxiasInternet e Redes SociaisJames Webb

O Telescópio Espacial James Webb (JWST, na conversão direta) voltou a surpreender a comunidade científica ao capturar uma formação surpreendente, onde a luz de uma galáxia distante foi curvada de forma a criar um anel luminoso. Esse fenômeno, conhecido como anel de Einstein, é um dos testes mais impressionantes da Teoria da Relatividade, de Albert Einstein, que prevê como a massa pode distorcer o tecido do espaço-tempo.

Na imagem inédita, duas galáxias se apresentam em alinhamento quase perfeito. No primeiro plano, uma galáxia massiva, de perfil elíptico e com núcleo brilhante, atua como lente gravitacional.

Essa galáxia, parte de aglomerado identificado como SMACSJ0028.2-7537, distorce a luz proveniente de uma segunda galáxia, localizada muito além.

O resultado é a formação de um anel de luz, onde detalhes surpreendentes, como aglomerados estelares e estruturas de gás, podem ser distinguidos, revelando que a galáxia mais remota possui padrão espiral.

Lente gravitacional em galáxias observadas pelo James Webb (Imagem: ESA/Webb, NASA & CSA, G. Mahler)

Mais detalhes sobre a formação que comprova teoria de Einstein

  • Embora à primeira vista pareça tratar-se de uma única estrutura cósmica, a imagem esconde a interação de dois corpos celestes;
  • Essa distorção ocorre porque a imensa gravidade da galáxia mais próxima dobra a trajetória da luz que vem da galáxia ao fundo, efeito que só é perceptível em escalas astronômicas tão grandiosas;
  • Os especialistas da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês) ressaltam que tais fenômenos servem como laboratórios naturais para estudar objetos que, de outra forma, seriam demasiado tênues e distantes para serem observados;
  • O anel formado só aparece quando o observador, o objeto massivo e a fonte de luz estão alinhados com precisão;
  • Quando isso acontece, a curvatura da luz cria círculo completo ou porção dele ao redor da galáxia intermediária;
  • Esse alinhamento raro possibilita que os cientistas investiguem não apenas as características da galáxia que atua como lente, mas, também, aquelas da galáxia cuja luz foi desviada.

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Os dados que originaram essa imagem foram coletados no âmbito do programa Strong Lensing and Cluster Evolution (SLICE), coordenado pelo astrônomo Guillaume Mahler, da Universidade de Liège (Bélgica).

A iniciativa, que abrange a análise de 182 aglomerados de galáxias através do instrumento Near-InfraRed Camera do James Webb, promete aprofundar o entendimento sobre a evolução dos aglomerados ao longo de oito bilhões de anos.

Complementando essas observações, os cientistas também utilizaram informações dos instrumentos do Telescópio Espacial Hubble, ampliando a riqueza dos detalhes captados.

Essa descoberta não só reforça os princípios estabelecidos por Einstein, mas, também, abre caminho para futuras investigações sobre os mistérios do Universo, permitindo que a humanidade visualize, de forma ainda mais detalhada, a dança das galáxias e a incrível influência da gravidade no cosmos.

Albert Einstein com a língua de fora
Famosa foto de Albert Einstein feita em 1951 (Imagem: Arthur Sasse)

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James Webb descobre galáxia que não deveria existir no início do Universo

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Um artigo publicado na quarta-feira (26) na revista Nature descreve uma descoberta intrigante feita pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA. O equipamento detectou uma galáxia extremamente distante, batizada de JADES-GS-z13-1, que parece desafiar tudo o que a ciência entende sobre o início do Universo.

A galáxia JADES-GS-z13-1 foi identificada com um desvio para o vermelho de 13, o que significa que a luz emitida por ela viajou aproximadamente 13 bilhões de anos até chegar até nós. Isso nos permite enxergá-la como era quando o Universo tinha apenas 330 milhões de anos, logo após o Big Bang. 

Em poucas palavras:

  • O telescópio James Webb encontrou a galáxia JADES-GS-z13-1, localizada a 13 bilhões de anos-luz;
  • Ela surgiu quando o Universo tinha apenas 330 milhões de anos, pouco após o Big Bang;
  • Os cientistas detectaram nela a linha Lyman-alfa, sinal de hidrogênio que não deveria aparecer tão cedo;
  • Esse sinal indica que a névoa de hidrogênio do Universo primitivo já havia sumido naquela região;
  • A descoberta desafia as teorias atuais e pode obrigar a rever o que se sabe sobre as primeiras galáxias.
Galáxia JADES GS-z13-1 (ponto vermelho no centro), fotografada com a NIRCam (Near-Infrared Camera) do Telescópio Espacial James Webb. Crédito: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA), Joris Witstok (Cambridge, Universidade de Copenhague), p. Jakobsen (Universidade de Copenhague), Alyssa Pagão (STScI), Mahdi Zamani (ESA/Webb), Colaboração JADES

Galáxias mais antigas já foram registradas, mas essa intrigou os cientistas por um detalhe específico. Ao analisar a luz vinda dela, os cientistas identificaram um forte sinal chamado linha de emissão Lyman-alfa, associado ao hidrogênio, principal componente das estrelas. 

Ocorre que esse tipo de radiação não deveria ser visível naquele momento do cosmos. Isso porque, segundo as teorias, o Universo primitivo estava coberto por uma espécie de névoa de hidrogênio neutro que bloqueava essa luz.

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Cientistas se surpreendem com descoberta do telescópio James Webb

Essa névoa começou a se dissipar apenas quando as primeiras estrelas e galáxias surgiram em grande número, num processo conhecido como reionização. Os astrônomos acreditam que essa fase só foi concluída cerca de um bilhão de anos após o Big Bang. No entanto, a presença clara da linha Lyman-alfa em uma galáxia tão antiga sugere que, de alguma forma, a luz conseguiu atravessar esse nevoeiro muito antes do esperado.

A galáxia JADES-GS-z13-1 mostra uma emissão brilhante de hidrogênio conhecida como emissão de Lyman-alfa. Isso é surpreendente porque essa emissão deveria ter sido absorvida por uma densa névoa de hidrogênio neutro que inundou o Universo primitivo. Créditos: NASA, ESA, CSA, S. Carniani (Scuola Normale Superiore), p. 100. Jakobsen (Universidade de Copenhague), Joseph Olmsted (STScI)

“É surpreendente ver uma assinatura tão clara dessa radiação quando o Universo ainda era jovem e opaco”, afirmou Roberto Maiolino, da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, um dos autores do estudo, em um comunicado. Ele diz que isso contradiz os modelos existentes que explicam a formação das primeiras galáxias. A detecção dessa linha de emissão sugere que a região ao redor da galáxia já estava livre da névoa de hidrogênio, o que não deveria ter acontecido tão cedo.

Para os cientistas, encontrar essa galáxia é como ver um farol atravessando um nevoeiro denso antes do amanhecer. Segundo Kevin Hainline, da Universidade do Arizona, também membro da equipe, todos ficaram impressionados. “É insano ver essa linha no desvio para o vermelho 13”, disse ele. 

Até o momento, os astrônomos não sabem explicar como a luz conseguiu escapar. Uma das hipóteses sugere que a galáxia JADES-GS-z13-1 pode estar cercada por uma grande bolha de gás ionizado, criada por estrelas muito quentes e massivas. Outra possibilidade seria a presença de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia, que poderia ter aberto um caminho para a radiação.

Segundo os pesquisadores, novas observações com o James Webb serão essenciais para entender se essa galáxia é uma exceção ou se há algo muito errado com as teorias atuais sobre o nascimento do Universo.

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Aurora de Netuno, prevista há 36 anos, é capturada pela primeira vez

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Três décadas após as primeiras evidências de atividade auroral no gigante gelado, astrônomos finalmente registraram a aurora de Netuno. Graças ao Telescópio Espacial James Webb (JWST), a luminescência do planeta foi medida, revelando também outras descobertas inéditas. Entre elas, está o fato de que Netuno está mais frio agora do que em 1989, quando a sonda Voyager 2 o visitou.

As auroras são fenômenos luminosos causados pela interação de partículas eletricamente carregadas com os planetas do Sistema Solar. Além da Terra, já foram observadas em Marte, Júpiter, Saturno, Mercúrio, Vênus e Urano. A confirmação da aurora de Netuno completa o conjunto de detecções nos quatro planetas gigantes do sistema. O fenômeno também já foi identificado em cometas, como o Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Aurora de Netuno foi capturada pelo James Webb. Imagem: NASA, ESA, CSA, STScI, Heidi Hammel (AURA), Henrik Melin (Northumbria University), Leigh Fletcher (University of Leicester), Stefanie Milam (NASA-GSFC)

Os resultados do estudo foram publicados na revista Nature Astronomy.

Aurora de Netuno é descoberta aguardada por astrônomos

“Encontrar aurora em Netuno é provavelmente o resultado mais empolgante que já tive”, afirmou Henrik Melin, pesquisador da Universidade de Northumbria, que liderou o estudo enquanto estava na Universidade de Leicester, ao IFLScience. Segundo Melin, Netuno possuía todas as condições necessárias para a ocorrência do fenômeno, mas sua detecção sempre foi um desafio para os telescópios terrestres.

O JWST desempenhou um papel essencial nessa descoberta, utilizando seus instrumentos de infravermelho para medir a temperatura do planeta e a distribuição do trihidrogênio catiônico (H3+), um marcador comum de auroras em planetas gasosos. Curiosamente, ao contrário da Terra, onde as auroras ocorrem próximas aos polos, as de Netuno aparecem em locais distintos, uma vez que seu campo magnético é altamente desalinhado, inclinado em 47 graus em relação ao eixo de rotação do planeta.

“O H3+ tem sido um claro indicativo de atividade auroral em Júpiter, Saturno e Urano, e esperávamos ver o mesmo em Netuno à medida que aprimorávamos nossas observações com os melhores telescópios terrestres”, explicou Heidi Hammel, coautora do estudo e integrante da Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia.

Telescópio Espacial James Webb foi fundamental para capturar a aurora de Netuno. (Imagem: muratart / Shutterstock.com)

Temperatura de Netuno caiu drasticamente

Outro fator surpreendente revelado pelos cientistas foi a queda significativa da temperatura na atmosfera superior de Netuno. Atualmente, essa região do planeta está duas vezes mais fria do que em 1989. Essa mudança pode ter dificultado a detecção das auroras, tornando sua identificação ainda mais desafiadora.

“As observações do JWST revelaram condições físicas inesperadas, mostrando que essa parte da atmosfera esfriou significativamente desde a passagem da Voyager 2. Foi uma grande surpresa! Mesmo estando muito distante do Sol, Netuno ainda possui uma atmosfera superior extremamente dinâmica”, comentou Melin.

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Novas pesquisas a caminho

As observações inovadoras do JWST abrem caminho para um melhor entendimento do planeta mais distante do Sistema Solar. E essa é apenas a começo: novos estudos sobre Netuno estão programados para os próximos anos, incluindo uma campanha detalhada em 2026, que monitorará o planeta ao longo de um mês.

“Este estudo piloto mostra que o JWST é uma ferramenta incrível para caracterizar as auroras e acompanhar suas variações ao longo do tempo, permitindo compreender melhor o campo magnético do planeta e sua interação com o espaço ao seu redor”, acrescentou Melin.

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James Webb captura imagens diretas de CO2 fora do Sistema Solar pela primeira vez

by with No Comment Ciência e Espaçodióxido de carbonoExoplanetasJames WebbTelescópio espacial James Webb

Um artigo publicado nesta segunda-feira (17) no periódico científico The Astrophysical Journal relata que o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, registrou, pela primeira vez, imagens diretas de dióxido de carbono (CO2) em um planeta fora do Sistema Solar. 

A descoberta foi feita no sistema HR 8799, localizado a 130 anos-luz da Terra, que é um dos mais estudados para entender a formação planetária. De acordo com as observações, os quatro planetas gigantes desse sistema se formaram de maneira semelhante a Júpiter e Saturno, acumulando lentamente núcleos sólidos antes de capturar gás ao redor. 

Em poucas palavras:

  • O Telescópio James Webb registrou CO₂ diretamente em exoplanetas pela primeira vez;
  • A detecção se deu nos planetas gigantes de HR 8799, que se formaram por acreção de núcleo, como Júpiter;
  • Também foi analisado o sistema 51 Eridani, para comparar formações planetárias;
  • O JWST usa coronógrafos para bloquear a luz estelar e estudar atmosferas;
  • A imagem direta é mais precisa que métodos baseados em trânsitos estelares.
A visão mais nítida no infravermelho já feita do sistema planetário HR 8799. O ícone de estrela marca a localização do sol desse sistema, cuja luz foi bloqueada pelo coronógrafo. Na imagem, a cor azul é atribuída à luz de 4,1 mícrons, o verde à luz de 4,3 mícrons e o vermelho à luz de 4,6 mícrons. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)

Dados do James Webb podem ajudar a entender a formação do Sistema Solar

Os dados confirmam a capacidade do observatório de analisar diretamente a composição química das atmosferas dos exoplanetas, sem depender apenas da luz estelar refletida.

“Detectamos fortes sinais de dióxido de carbono, o que sugere a presença de elementos pesados, como carbono, oxigênio e ferro, nas atmosferas desses planetas”, explicou William Balmer, astrofísico da Universidade Johns Hopkins e autor principal do estudo, em um comunicado. “Isso reforça a ideia de que eles se formaram por acreção de núcleo, um achado significativo para planetas que conseguimos observar diretamente”.

A pesquisa também analisou outro sistema estelar, 51 Eridani, localizado a 96 anos-luz da Terra. Assim como HR 8799, ele apresenta planetas gigantes jovens que ainda brilham intensamente em luz infravermelha, permitindo que os cientistas estudem sua formação e comparem com a de estrelas e anãs marrons.

Planetas gigantes podem surgir de duas formas principais: pela acreção de núcleo, em que uma estrutura sólida atrai gás gradualmente, ou pelo colapso repentino do disco de matéria ao redor de uma estrela jovem. Determinar qual desses processos é mais comum ajuda os astrônomos a entender a diversidade dos sistemas planetários e sua relação com o nosso próprio Sistema Solar.

“Nosso objetivo é compreender o lugar da Terra no Universo, comparando nosso Sistema Solar com outros sistemas planetários”, disse Balmer. “Queremos saber se há padrões universais na formação dos planetas ou se nosso sistema é uma exceção”.

Eridani 51 b, um exoplaneta jovem e frio que orbita 18 bilhões de quilômetros de sua estrela, observado pelo Webb. A imagem inclui filtros que representam a luz de 4,1 mícrons em vermelho. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)

Imagens diretas de exoplanetas representam grande desafio

A obtenção de imagens diretas de exoplanetas ainda é um grande desafio. Normalmente, esses objetos são ofuscados pela luz intensa de suas estrelas, tornando sua observação complexa. No entanto, o JWST possui coronógrafos que bloqueiam essa luz, permitindo que os astrônomos detectem o brilho infravermelho dos planetas e analisem detalhes de suas atmosferas.

“Esses planetas gigantes possuem mais elementos pesados do que imaginávamos, um indício de que se formaram por acreção de núcleo, como os gigantes gasosos do nosso Sistema Solar”, explicou Laurent Pueyo, astrônomo do Instituto de Ciência de Telescópios Espaciais (STScI) e coautor do estudo.

Os pesquisadores também detectaram dióxido de carbono no planeta 51 Eridani b, localizado a 4,1 micrômetros de comprimento de onda. Essa descoberta comprova a sensibilidade do Webb para identificar exoplanetas fracos em meio ao brilho de suas estrelas.

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Webb já detectou indiretamente CO2 em outro planeta

O telescópio já havia detectado dióxido de carbono em outro exoplaneta, WASP-39 b, em 2022, mas por meio de um método indireto, analisando como a luz da estrela era filtrada pela atmosfera do planeta durante um trânsito. Agora, com a técnica de imagem direta, a análise se torna mais precisa.

“Sabíamos que o Webb poderia medir as cores dos exoplanetas, mas precisávamos confirmar se sua tecnologia permitiria acessar planetas internos em sistemas de imagem direta”, destacou Rémi Soummer, especialista do STScI. “Agora temos essa resposta e podemos explorar ainda mais esses mundos distantes”.

Os cientistas pretendem ampliar as observações para outros planetas gigantes, comparando sua composição com modelos teóricos. Segundo Balmer, entender a formação desses corpos celestes pode ter implicações importantes para a habitabilidade de planetas rochosos como a Terra.

“Planetas gigantes podem influenciar drasticamente a estabilidade e a evolução de sistemas planetários”, explicou. “Se eles se movem de forma desordenada, podem perturbar ou até proteger planetas menores, afetando diretamente suas chances de abrigar vida”.

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Graças ao Hubble, Webb investiga mais a fundo nebulosa misteriosa

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O Telescópio Espacial James Webb, da NASA, mirou numa região densa e empoeirada da Nebulosa da Chama. E registrou o fraco brilho infravermelho de anãs marrons jovens – objeto que é quase uma estrela. Isso é difícil, senão impossível, para a maioria dos telescópios. E só foi possível graças a décadas de dados coletados por meio de outro telescópio: o Hubble.

Localizada a cerca de 1,4 mil anos-luz da Terra, a Nebulosa da Chama é um berço de formação estelar que existe há menos de um milhão de anos. Nela, há objetos tão pequenos que seus núcleos nunca serão capazes de fundir hidrogênio como as estrelas completas – são as anãs marrons, muitas vezes chamadas de “estrelas fracassadas“.

Com o tempo, o brilho dessas anãs se torna muito tênue. E elas ficam muito mais frias do que outros tipos de estrelas. Por isso observá-las é tão difícil. Mas não impossível – pelo menos, para o telescópio James Webb.

Equipe de astrônomos usa telescópio James Webb para entender formação de estrelas e planetas

Uma equipe de astrônomos usou a capacidade do Webb para explorar o limite de massa mais baixo das anãs marrons dentro da Nebulosa da Chama. O que eles descobriram: objetos flutuando livremente com cerca de duas a três vezes a massa de Júpiter.

Imagem em infravermelho capturada pelo telescópio James Webb destaca três objetos de baixa massa na Nebulosa da Chama (Imagem: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Meyer – Universidade de Michigan)

“O objetivo deste projeto foi explorar o limite fundamental de baixa massa do processo de formação de estrelas e anãs marrons”, disse o autor principal do estudo, Matthew De Furio, da Universidade do Texas em Austin, em comunicado publicado pela NASA.

A fragmentação de estrelas e anãs marrons

O limite de baixa massa procurado pela equipe é definido pela fragmentação. Nesse processo, grandes nuvens moleculares se fragmentam em unidades menores e menores. Tanto estrelas quanto anãs marrons se originam dessas nuvens.

A fragmentação depende de vários fatores. Entre os principais, está o equilíbrio entre temperatura, pressão térmica e gravidade.

Conforme os fragmentos se contraem por conta da gravidade, seus núcleos aquecem. Se um núcleo for grande o suficiente, começará a fundir hidrogênio. Então, a pressão externa criada por essa fusão contra-ataca a gravidade, o que impede o colapso e garante a estabilização do objeto (leia-se: estrela).

Colagem de imagens da Nebulosa da Chama mostra imagem do Hubble à esquerda, enquanto as duas inserções à direita são imagens do James Webb
Colagem de imagens da Nebulosa da Chama mostra imagem do Hubble à esquerda, enquanto as duas inserções à direita são imagens do James Webb (Imagem: NASA, ESA, CSA, M. Meyer – University of Michigan, A. Pagan – STScI)

No entanto, fragmentos cujos núcleos não são compactos e quentes o suficiente para queimar hidrogênio continuam a se contrair enquanto irradiam seu calor interno.

A fragmentação cessa quando um fragmento se torna opaco o suficiente para reabsorver sua própria radiação, o que interrompe o resfriamento e impede o colapso adicional.

Teorias colocaram o limite inferior desses fragmentos em algum lugar entre uma e dez massas de Júpiter. O estudo em questão, publicado no Astrophysical Journal Letters, reduz significativamente essa faixa.

“Encontramos menos objetos com cinco vezes a massa de Júpiter do que objetos com dez vezes a massa de Júpiter”, disse De Furio. “E encontramos muito menos objetos com três vezes a massa de Júpiter do que objetos com cinco vezes a massa de Júpiter. Não encontramos nenhum objeto com massa abaixo de duas ou três vezes a de Júpiter.”

Legado do Hubble

Embora o Hubble não consiga observar anãs marrons na Nebulosa da Chama com massa tão baixa quanto o Webb consegue, o telescópio foi crucial para identificar candidatos para estudos mais aprofundados.

Na imagem do Hubble, os objetos de baixa massa estão escondidos pela densa poeira e gás da região; nas imagens do Webb, eles aparecem devido à sensibilidade do telescópio à luz infravermelha tênue
Na imagem do Hubble, os objetos de baixa massa estão escondidos pela densa poeira e gás da região; nas imagens do Webb, eles aparecem devido à sensibilidade do telescópio à luz infravermelha tênue (Imagem: NASA, ESA, CSA, Alyssa Pagan – STScI)

“Ter dados [coletados por meio] do Hubble nos últimos 30 anos nos permitiu saber que esta é uma região realmente útil para estudar a formação de estrelas”, disse De Furio. Ele se referiu aos “pedaços” da Nebulosa da Chama investigados pela equipe por meio do Webb.

“É um salto quântico em nossas capacidades em relação ao que entendíamos com o Hubble. O Webb realmente está abrindo um novo campo de possibilidades, entendendo esses objetos”, explicou o astrônomo Massimo Robberto, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial.

Investigar anãs marrons a fundo é importante porque pode ajudar a ciência a entender melhor como estrelas e planetas se formam.

Próximos passos

A equipe vai continuar estudando a Nebulosa da Chama por meio das ferramentas espectroscópicas do Webb. O objetivo é detalhar ainda mais os diferentes objetos dentro de seu casulo empoeirado.

“Há uma grande sobreposição entre as coisas que poderiam ser planetas e as coisas que são anões marrons de massa muito, muito baixa”, disse Michael Meyer, da Universidade de Michigan. “E esse é o nosso trabalho nos próximos cinco anos: descobrir o que é o quê e por que.”

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Gás, poeira e “arco-íris”: Webb capta formação de sistema estelar

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O telescópio espacial James Webb, da Nasa, captou imagens impressionantes que mostram novos detalhes de um sistema estelar em formação. O Lynds 483 está a 650 anos-luz de distância na constelação Serpens e tem um formato curioso de ampulheta. Um ano-luz é igual a 9,46 trilhões de quilômetros.

A nuvem vertical é formada por duas estrelas que ejetam gás e poeira nas cores laranja, azul e roxo. O espetáculo visual foi captado usando luz infravermelha próxima de alta resolução do telescópio que é considerado o principal observatório de ciência espacial do mundo.

Protoestrelas têm expelido gás e poeira em jatos rápidos e compactos ao longo de dezenas de milhares de anos. Mas alguns fluxos são ligeiramente mais lentos e, segundo a Nasa, acabam “tropeçando” no espaço.

Ilustração da constelação Serpens (Imagem: Nasa/Reprodução)

Isso pode gerar um atrito entre compostos recentes e antigos, desencadeando reações químicas que produzem diversas moléculas, como monóxido de carbono, metanol e vários outros compostos orgânicos, de acordo com a agência espacial.

Na foto, as duas protoestrelas podem ser vistas no centro da ampulheta, em um disco horizontal. Acima e abaixo desse disco, onde a poeira é mais fina, é possível observar a luz brilhante das estrelas em uma espécie de cone laranja semitransparente.

“Daqui a milhões de anos, quando as estrelas terminarem de se formar, cada uma delas poderá ter aproximadamente a massa do nosso Sol. Seus fluxos terão limpado a área — varrendo essas ejeções semitransparentes. Tudo o que pode permanecer é um pequeno disco de gás e poeira onde planetas podem eventualmente se formar”, explica a Nasa.

Leia Mais:

Nome do sistema solar homenageia a astrônoma americana Beverly T. Lynds (Imagem: IAU/Divulgação)

O trabalho começou lá atrás…

O sistema solar Lynds 483 homenageia a astrônoma americana Beverly T. Lynds, que estudou nebulosas “escuras” e “brilhantes” no início dos anos 1960. Ela catalogou as coordenadas e características de cada objeto a partir de chapas fotográficas captadas pelo projeto Palomar Observatory Sky Survey, na Califórnia.

Segundo a Nasa, o material ajudou na criação futura de mapas detalhados de densas nuvens de poeira onde as estrelas se formam — conteúdo fundamental para pesquisas da comunidade astronômica antes do acesso generalizado à internet.

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