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

by with No Comment Ciência e Espaçogaláxia espiralJames WebbTelescópio espacial James WebbuniversoVia Láctea

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

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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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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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Galáxia gigante do início do universo dá pistas da origem de tudo

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Uma equipe da Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália, usou dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST) para fazer uma descoberta surpreendente: eles encontraram uma galáxia de disco espiral gigante do início do universo. O astro é três vezes maior do que seus semelhantes da época.

A análise do objeto foi publicada na revista Nature Astronomy nesta segunda-feira (17) e abre portas para estudar a formação do cosmos, incluindo os próprios discos galáticos.

Análise da galáxia Big Wheel (Imagem: Nature Astronomy/Reprodução)

Galáxia é três vezes maior do que outros astros da época

A descoberta é um disco galáctico, estruturas planas e rotativas, cheias de estrelas, gás e poeira que orbitam o núcleo central. O nosso Sistema Solar, por exemplo, orbita o disco da Via Láctea.

O especialista em modelagem espectral de galáxias de Swinburne, Dr. Themiya Nanayakkara, que participa da pesquisa, explicou que a formação dos discos é um “quebra-cabeça extraordinário”. O astro em questão é datado de quando o universo tinha apenas 2,4 bilhões de anos e desafia os modelos existentes do que se sabia sobre sua formação. E mais: eles sugerem que podem ter sido o berço dos primeiros gigantes do universo.

Representação artística do Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA
Pesquisadores usaram dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA (Imagem: Dima Zel/Shutterstock)

Como foi a descoberta

A equipe usou dois instrumentos do James Webb, a NIRCam e o NIRSpec. A observação foi direcionada para uma região específica do céu, que abriga um quasar.

Nessa região, o grupo identificou algumas galáxias e analisou seus desvios para vermelho, sua morfologia e cinemática. Essas observações levaram à descoberta de uma galáxia de disco, apelidada de Big Wheel. O que mais chamou atenção no astro é seu raio óptico, pelo menos três vezes maior do que o previsto para simulações cosmológicas atuais.

Análises posteriores confirmaram que o disco galático gira a 300 quilômetros por segundo. Com isso, ele se tornou o maior já registrado entre astros do início do universo. Em relação aos discos atuais, ele é comparável aos astros mais massivos de que temos conhecimento.

Análise da natureza da galáxia de disco Big Wheel (Imagem: Nature Astronomy/Reprodução)

Disco revela pistas sobre formação das galáxias

  • De acordo com o Dr. Nanayakkara, ao Phys.org, o disco está em um ambiental altamente denso. Isso sugere que ele pode ser um ambiente favorável para sua própria formação;
  • O cientistas explicou que faltam galáxias comparáveis ao Big Wheel para sustentar as simulações atuais;
  • Por isso a descoberta é tão importante: para que um disco se forme tão cedo na história do cosmos e cresça tanto, como aconteceu nesse caso, o ambiente teve que ser propício, com fluxos de gás e fusões entre galáxias.

Um estudo anterior já havia revelado que o quasar que serviu como base para o trabalho desta semana está em um aglomerado de protogaláxias, uma região com alta concentração de galáxias, gás e buracos negros. A pesquisa atual abre caminho para estudar esse território que, até agora, foi pouco explorado, ajudando a entender a formação do universo primitivo.

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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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