James Webb descobre dois mundos alienígenas à volta dos corpos das suas estrelas mortas

Nenhuma estrela morre calmamente. Mesmo a mais pacífica das mortes estelares envolve terramotos, erupções e o derramamento de enormes quantidades de massa no espaço circundante. Este será o destino final do nosso Sol, que se transformará numa gigante vermelha que se poderá estender até Marte, antes de o seu material exterior se libertar e o seu núcleo colapsar numa anã branca ultradensa. Agora o James Webb descobriu algo curioso!

Se a estrela "explode", o que acontece aos restantes planetas?

Estas e outras questões são levantadas e é o universo que as pode responder. Com esta perturbação na estrela, será que as órbitas dos planetas perturbadas os enviarão pela galáxia num modo "vagabundo", ou serão engolidos pela anã branca? Será que poderão permanecer serenamente imperturbáveis, orbitando uma estrela morta enquanto esta arrefece lentamente ao longo de triliões de anos, transformando-se numa massa fria e inerte?

Uma nova descoberta agora conseguida está a oferecer uma visão sobre o possível destino dos planetas do Sistema Solar. Utilizando o Telescópio Espacial James Webb, os astrónomos obtiveram imagens diretas do que parecem ser dois exoplanetas gigantes gasosos em órbita de estrelas anãs brancas.

Se forem confirmados, estes seriam os primeiros planetas diretamente fotografados que são semelhantes, tanto em idade como em separação, aos planetas gigantes do nosso próprio Sistema Solar, e demonstrariam que planetas gigantes muito separados, como Júpiter, sobrevivem à evolução estelar.

Escreve a equipa liderada pela astrónoma Susan Mullally do Space Telescope Science Institute (STScI).

As imagens são fabulosas por uma série de razões. Normalmente, não vemos exoplanetas diretamente. Embora mais de 5500 exoplanetas tenham sido confirmados até ao momento da redação deste artigo (e milhares de outros candidatos tenham sido detetados), a maioria dessas deteções são indiretas. Os astrónomos observam os efeitos que o exoplaneta tem na sua estrela hospedeira e inferem as suas propriedades com base nesses efeitos.

Isto porque os exoplanetas são muito pequenos, muito distantes, e qualquer luz que reflitam ou emitam é minúscula comparada com a luz da estrela; a nossa tecnologia atual, embora esteja a melhorar, simplesmente não os consegue detetar.

Astrónomos usaram o James Webb para detetar exoplanetas que orbitem anãs brancas

Mas o JWST é o telescópio espacial mais potente alguma vez construído, por isso Mullally e a sua equipa usaram-no para procurar exoplanetas na órbita das anãs brancas.

Encontraram o que parecem ser exoplanetas gigantes gasosos em órbita de duas estrelas anãs brancas diferentes, chamadas WD 1202-232 e WD 2105-82, a distâncias de 34 e 53 anos-luz da Terra, respetivamente. Não se sabe exatamente qual a massa dos exoplanetas, mas as imagens colocam-nos algures entre 1 e 7 vezes a massa de Júpiter. Massas mais precisas podem ser obtidas estudando as oscilações subtis das estrelas, conhecidas como velocidade radial.

Nesta imagem captada pelo Telescópio Espacial James Webb o que é mais interessante é a separação orbital entre as anãs brancas e os seus planetas.

O exoplaneta que orbita o WD 1202-232 parece estar a uma distância de 11,47 unidades astronómicas; isto é um pouco mais longe do que Saturno, que orbita o Sol a 9,5 unidades astronómicas. E o exoplaneta que orbita o WD 2105-82 tem uma separação orbital aparente de 34,62 unidades astronómicas, semelhante à distância orbital de Neptuno de 30 unidades astronómicas.

Descoberta pode mudar o que sabemos sobre a vizinhança de uma estrela morta

Se os exoplanetas tiverem a mesma idade que as suas estrelas hospedeiras, isto significa que exoplanetas com distâncias semelhantes às dos planetas exteriores do Sistema Solar podem sobreviver à morte violenta das suas estrelas e permanecer em órbita.

Até à data, só foram descobertos alguns exoplanetas anãs brancas, o que significa que não dispomos de muita informação para prever o destino do Sistema Solar quando o Sol morrer. Sabemos, com base na análise das atmosferas das anãs brancas, que estes restos estelares densos podem devorar planetas próximos, poluindo as suas atmosferas com material planetário.

Esta descoberta ainda não foi confirmada - os dois objetos podem ser galáxias no fundo distante - embora os investigadores pensem que isso é improvável. Isto significa que os dois mundos candidatos representam uma peça importante e fundamental do puzzle sobre o que acontece a um sistema planetário como o nosso quando a estrela chega ao fim da sua vida.

A equipa recomenda a realização de estudos de acompanhamento para determinar a natureza da sua fascinante descoberta.

Se confirmados usando movimento próprio comum, estes planetas gigantes representarão os primeiros planetas diretamente fotografados que são semelhantes em idade, massa e separação orbital aos planetas gigantes do nosso próprio sistema solar.

A espetroscopia futura e a imagem multi-banda destes sistemas podem ser possíveis com o JWST, o que melhoraria as restrições observacionais sobre a física e a variedade de modelos de planetas gigantes frios.

Escreveram os cientistas.

A investigação foi aceite para publicação no The Astrophysical Journal Letters, e está disponível no arXiv.