O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA forneceu as primeiras medições diretas das propriedades químicas e físicas de um potencial disco de formação de luas que rodeia um grande exoplaneta. O disco rico em carbono que rodeia o mundo chamado CT Cha B, que se encontra a 625 anos-luz da Terra, é um possível "estaleiro" para a construção de luas, embora não tenham sido detetadas luas nos dados do Webb. O disco oferece uma perspetiva de como as luas dos gigantes gasosos do Sistema Solar, como Júpiter, se podem ter formado.

O nosso Sistema Solar contém oito grandes planetas e mais de 400 luas conhecidas em órbita de seis desses planetas. De onde é que todas elas vieram? Existem vários mecanismos de formação. O caso das grandes luas, como os quatro satélites galileanos à volta de Júpiter, é que se condensaram a partir de um disco de poeira e gás que rodeava o planeta quando este se formou. Mas isso terá acontecido há mais de quatro mil milhões de anos e, atualmente, as evidências forenses são escassas.

O Webb forneceu agora a primeira visão direta de material num disco em torno de um grande exoplaneta. Uma equipa internacional de astrónomos descobriu um disco rico em carbono em torno do mundo chamado CT Cha b, que se encontra a 625 anos-luz da Terra.

A jovem estrela que o planeta orbita tem apenas dois milhões de anos e ainda está a acretar material circunstelar. No entanto, o disco circumplanetário descoberto pelo Webb não faz parte do maior disco de acreção que rodeia a estrela central. Os dois objetos estão separados por 74 mil milhões de quilómetros.

Observar a formação de planetas e luas é fundamental para compreender a evolução dos sistemas planetários na nossa Galáxia. As luas são provavelmente mais numerosas do que os planetas, e algumas podem ser habitats para a vida tal como a conhecemos. Mas só agora estamos a entrar numa era em que podemos testemunhar a sua formação.

Os investigadores dizem que esta descoberta promove uma melhor compreensão da formação de planetas e luas. Os dados do Webb são importantes para a comparação com o nascimento do nosso Sistema Solar há mais de quatro mil milhões de anos.

"Podemos ver evidências do disco à volta da companheira e podemos estudar a química pela primeira vez. Não estamos apenas a testemunhar a formação da lua - estamos também a testemunhar a formação deste planeta", disse a coautora Sierra Grant do Instituto Carnegie em Washington, D.C., EUA.

"Estamos a ver que material está a ser acretado para construir o planeta e as luas", acrescentou o autor principal, Gabriele Cugno, da Universidade de Zurique, na Suíça, e membro do NCCR PlanetS (National Centre of Competence in Research PlanetS).

Dissecando a luz estelar

As observações infravermelhas de CT Cha b foram feitas com o MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb, utilizando o seu espetrógrafo de média resolução. Um primeiro olhar sobre os dados de arquivo do Webb revelou sinais de moléculas no disco circumplanetário, o que motivou um estudo mais profundo dos dados. Como o sinal ténue do planeta está enterrado no brilho da estrela hospedeira, os investigadores tiveram de separar a luz da estrela da do planeta usando métodos de alto contraste.

"Vimos moléculas na localização do planeta e sabíamos que havia ali coisas que valia a pena procurar e passar um ano a tentar extrair dos dados. Foi preciso muita perseverança", disse Sierra.

Por fim, a equipa descobriu sete moléculas com carbono no disco do planeta, incluindo acetileno (C2H2) e benzeno (C6H6). Esta química rica em carbono contrasta fortemente com a química observada no disco em torno da estrela hospedeira, onde os investigadores encontraram água, mas não carbono. A diferença entre os dois discos é uma evidência da sua rápida evolução química em apenas dois milhões de anos.

Génese das luas

Há muito que se coloca a hipótese de um disco circumplanetário de detritos ser o local de nascimento das quatro maiores luas de Júpiter. Estes satélites galileanos devem ter-se condensado a partir de um disco achatado há milhares de milhões de anos, como é evidente nas suas órbitas co-planares em torno de Júpiter. As duas luas galileanas mais externas, Ganimedes e Calisto, têm 50% de gelo de água. Mas presumivelmente têm núcleos rochosos, talvez feitos de carbono ou silício.

"Queremos saber mais sobre como o nosso Sistema Solar formou as luas. Isto significa que temos de olhar para outros sistemas que ainda estão em construção. Estamos a tentar perceber como tudo funciona", disse Gabriele. "Como é que estas luas se formam? Quais são os ingredientes? Que processos físicos estão em jogo e em que escalas de tempo? O Webb permite-nos testemunhar o drama da formação das luas e investigar estas questões, de forma observacional, pela primeira vez".

No próximo ano, a equipa utilizará o Webb para efetuar um levantamento exaustivo de objetos semelhantes, de modo a compreender melhor a diversidade de propriedades físicas e químicas dos discos em torno de planetas jovens. As informações poderão ser úteis, especialmente à medida que a JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) se dirige para Júpiter e que se prepara uma futura missão para orbitar e aterrar na lua de Saturno, Encélado.

Estes resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.

// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Instituto Carnegie (comunicado de imprensa)
// Universidade de Zurique (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

CT Cha B:
NASA
Simbad
Exoplanet.eu

CT Chamaeleontis:
Simbad
Wikipedia

Exoluas:
Wikipedia

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

Disco circumplanetário:
Wikipedia

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