Telescópio James Webb descobre pela primeira vez planeta rochoso do tamanho da Terra

Formalmente classificado como LHS 475 b, o planeta tem quase exatamente o mesmo tamanho que o nosso, com 99% do diâmetro da Terra e está localizado a 42 anos-luz. O exoplaneta foi descoberto através do método de trânsito planetário e foi a primeira descoberta do tipo, feita pelo Webb.

 Com base em novas evidências do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, esta ilustração mostra o exoplaneta LHS 475 b. É rochoso e quase exatamente do mesmo tamanho da Terra. O planeta gira em torno de sua estrela em apenas dois dias, muito mais rápido do que qualquer planeta do Sistema Solar. Os pesquisadores seguirão neste verão com observações adicionais com o Webb, que eles esperam que lhes permita concluir definitivamente se o planeta tem uma atmosfera. LHS 475 b está relativamente próximo, a 41 anos-luz de distância, na constelação de Octans. [Descrição da imagem: Ilustração de um planeta em um fundo preto. O planeta é grande e rochoso. Aproximadamente dois terços do planeta estão iluminados, enquanto o restante está na sombra.

A equipe de pesquisa é liderada por Kevin Stevenson e Jacob Lustig-Yaeger, ambos do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland. A equipe escolheu observar esse alvo com o Webb depois de revisar cuidadosamente os dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, que sugeriam a existência do planeta. O Espectrógrafo de infravermelho próximo (NIRSpec) do Webb capturou o planeta com facilidade e clareza com apenas duas observações de trânsito. “Não há dúvida de que o planeta está lá. Os dados originais do Webb o validam”, disse Lustig-Yaeger. “O fato de ser também um planeta pequeno e rochoso é impressionante para o observatório”, acrescentou Stevenson.

“Estes primeiros resultados observacionais de um planeta rochoso do tamanho da Terra abrem as portas para muitas possibilidades futuras para estudar atmosferas de planetas rochosos com o Webb”, concordou Mark Clampin, diretor da Divisão de Astrofísica na sede da NASA em Washington. “Webb está nos aproximando cada vez mais de uma nova compreensão de mundos semelhantes à Terra fora do Sistema Solar, e a missão está apenas começando.”

O gráfico mostra a mudança no brilho relativo do sistema estrela-planeta ao longo de três horas. O espectro mostra que o brilho do sistema permanece constante até que o planeta comece a transitar pela estrela. Em seguida, diminui, representando quando o planeta está diretamente na frente da estrela. O brilho aumenta novamente quando o planeta não está mais bloqueando a estrela, ponto em que ele se nivela. 

Entre todos os telescópios em operação, apenas o Webb é capaz de caracterizar as atmosferas de exoplanetas do tamanho da Terra. A equipe tentou avaliar o que há na atmosfera do planeta analisando seu espectro de transmissão. Embora os dados mostrem que este é um planeta terrestre do tamanho da Terra, eles ainda não sabem se ele possui uma atmosfera. “Os dados do observatório são lindos”, disse Erin May, também do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins. “O telescópio é tão sensível que pode detectar facilmente uma variedade de moléculas, mas ainda não podemos tirar conclusões definitivas sobre a atmosfera do planeta.”

Embora a equipe não possa concluir o que está presente, ela pode dizer com certeza o que não está presente. “Existem algumas atmosferas do tipo terrestre que podemos descartar”, explicou Lustig-Yaeger. “Não pode ter uma atmosfera espessa dominada por metano, semelhante à da lua de Saturno, Titã.”

A equipe também observa que, embora seja possível que o planeta não tenha atmosfera, existem algumas composições atmosféricas que não foram descartadas, como uma atmosfera de dióxido de carbono puro. “Contra intuitivamente, uma atmosfera com 100% de dióxido de carbono é muito mais compacta que se torna muito difícil de detectar”, disse Lustig-Yaeger. Medições ainda mais precisas são necessárias para a equipe distinguir uma atmosfera de dióxido de carbono puro de nenhuma atmosfera. Os pesquisadores estão programados para obter espectros adicionais com mais observações neste verão.

Webb também revelou que o planeta é algumas centenas de graus mais quente que a Terra, portanto, se forem detectadas nuvens, isso pode levar os pesquisadores a concluir que o planeta é mais parecido com Vênus, que tem uma atmosfera de dióxido de carbono e está perpetuamente envolto em nuvens espessas. “Estamos na vanguarda do estudo de exoplanetas pequenos e rochosos”, disse Lustig-Yaeger. “Nós mal começamos a arranhar a superfície de como suas atmosferas podem ser.”

O gráfico mostra o espectro de transmissão do exoplaneta rochoso LHS 475 b. Os pontos de dados são plotados como círculos brancos com barras de erro cinza em um gráfico da quantidade de luz bloqueada em porcentagem no eixo vertical versus comprimento de onda da luz em mícrons no eixo horizontal. Uma linha reta verde representa um modelo de melhor ajuste. Uma linha vermelha curvilínea representa um modelo de metano e uma linha roxa ligeiramente menos curvilínea representa um modelo de dióxido de carbono. Uma linha plana em um espectro de transmissão, como esta, pode ser emocionante – pode nos dizer muito sobre o planeta.

Os pesquisadores também confirmaram que o planeta completa uma órbita em apenas dois dias, informação que foi revelada quase instantaneamente pela curva de luz precisa de Webb. Embora o LHS 475 b esteja mais próximo de sua estrela do que qualquer planeta do Sistema Solar, sua estrela anã vermelha tem menos da metade da temperatura do Sol, então os pesquisadores projetam que ainda poderia suportar uma atmosfera.

As descobertas dos pesquisadores abriram a possibilidade de identificar planetas do tamanho da Terra orbitando estrelas anãs vermelhas menores. “Esta confirmação do planeta rochoso destaca a precisão dos instrumentos da missão”, disse Stevenson. “E é apenas a primeira de muitas descobertas que ele fará.” Lustig-Yaeger concordou: “Com este telescópio, os exoplanetas rochosos são a nova fronteira”.

LHS 475 b está relativamente próximo, a apenas 41 anos-luz de distância, na constelação de Octans.

Os resultados da equipe foram apresentados em uma coletiva de imprensa da American Astronomical Society (AAS) na quarta-feira, 11 de janeiro de 2023.

Webb é uma parceria internacional entre a NASA, a ESA e a Agência Espacial Canadense (CSA).

Via: NASA, Astrobiology