A astronomia deu mais um passo no estudo de mundos distantes graças a uma captura sem precedentes: a telescópio espacial james webb conseguiu fotografar diretamente um exoplaneta frio localizado apenas 12 anos-luz da Terra. É sobre Epsilon Indi Ab, um planeta gigante gasoso que, devido às suas características, nos permite olhar para a história evolutiva do nosso próprio sistema solar com uma precisão nunca antes alcançada.
Nesta ocasião, os pesquisadores utilizaram o coronógrafo avançado do instrumento MIRI (Infravermelho médio) para separar a luz do planeta da luminosidade ofuscante de sua estrela hospedeira, Epsilon Indi A. O resultado é a imagem mais nítida e detalhada de um exoplaneta tão frio já obtida, um marco possível somente com a tecnologia pioneira de Webb.
A descoberta do Epsilon Indi Ab Ele não é relevante apenas por sua proximidade com a Terra, mas também por sua raridade: planetas desse tipo, com temperaturas tão baixas e que puderam ser observados diretamente, somam apenas algumas dezenas no registro atual.
Um retrato incomum: Epsilon Indi Ab, o exoplaneta frio mais estudado
O planeta Epsilon Indi Ab vem intrigando a comunidade científica há anos. Sua existência era conhecida por meio de medições indiretas, especialmente pela técnica de velocidade radial, que detecta pequenas oscilações de uma estrela causadas pela gravidade de um planeta massivo. Entretanto, até agora, ninguém havia conseguido observá-lo diretamente.
Usando a sensibilidade de MIRI, o James Webb capturou a luz infravermelha emitida pelo próprio Epsilon Indi Ab. Essa estratégia é crucial para detectar planetas frios, cujo calor residual não é mais suficiente para ser emitido no visível, mas pode ser revelado no infravermelho médio. A imagem mostra um corpo pontual, não resolvido em um disco, onde a luz de 10,6 mícrons aparece em tons azuis e a luz de 15,5 mícrons aparece em tons alaranjados. A localização da estrela primária é marcada, embora sua luz tenha sido eliminada pelo coronógrafo.
O resultado é duplamente valioso: não apenas confirma a existência do planeta e suas propriedades fundamentais, mas também permite que suas características atmosféricas sejam comparadas com as dos gigantes gasosos do nosso sistema solar.
Com uma temperatura estimada de apenas 2 graus Celsius –praticamente no mesmo nível da água líquida na Terra–, Epsilon Indi Ab é um dos exoplanetas frios com observações mais diretas e detalhadas. Isso o torna uma referência essencial para o estudo de atmosferas ricas em compostos como metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono, que podem estar presentes em grandes quantidades e modificar substancialmente o perfil de absorção da luz que chega até nós.
Um laboratório natural para entender a evolução dos sistemas planetários
A estrela Epsilon Indi A, hospedeira deste exoplaneta, é uma anã laranja um pouco mais fria e de idade semelhante à do nosso Sol. O fato de um planeta tão grande e frio orbitar uma estrela deste tipo oferece aos astrônomos a possibilidade de Investigar processos de formação planetária e evolução atmosférica em contextos muito semelhantes e ainda assim distantes do nosso..
Segundo o pesquisador Carolina Morley (Universidade do Texas em Austin), até agora a presença de Epsilon Indi Ab só havia sido deduzida através de análise indireta. Escolhê-lo como alvo prioritário para o telescópio James Webb foi uma resposta à expectativa de encontrar um planeta “mais parecido com Júpiter do que qualquer outro fotografado até agora”.
O autor principal, Elisabeth Matthews (Instituto Max Planck de Astronomia, Alemanha), ressalta que a maioria dos exoplanetas observados diretamente até o momento eram corpos jovens e quentes. “À medida que os planetas esfriam e se contraem ao longo de sua vida, eles se tornam muito menos luminosos e mais difíceis de estudar”, explica Matthews. Este é um dos principais desafios para a astrofísica de exoplanetas maduros.
Epsilon Indi Ab é, portanto, uma rara oportunidade de examinar um gigante gasoso em um estágio evolutivo avançado, semelhante ao de corpos maiores em nosso próprio sistema solar.
O mais interessante para os especialistas é a possibilidade de analisar a composição atmosférica precisamente. Epsilon Indi Ab é apenas cerca de 100 graus mais quente que Júpiter e Saturno, permitindo comparações de processos de resfriamento, contração e purga atmosférica em larga escala. Além disso, comparado às anãs marrons flutuantes, Epsilon Indi Ab é ainda mais fria, o que nos permite estudar o quão de perto os modelos atuais refletem a realidade observada.
Surpreende até os próprios cientistas
Embora a presença de Epsilon Indi Ab tenha sido prevista pelos padrões de velocidade radial de sua estrela, seus parâmetros reais confundiram a equipe. O planeta revelou ter – de acordo com observações de Webb – quase o dobro da massa esperada, orbitar um pouco mais longe de sua estrela e descrever uma órbita diferente da inicialmente prevista. Essa discrepância entre previsões teóricas e medições diretas destaca a complexidade dos sistemas planetários e a necessidade de estudar mais casos de campo com dados reais.
A equipe também aponta algumas peculiaridades atmosféricas que tornam os dados difíceis de interpretar. De acordo com as análises iniciais, Epsilon Indi Ab é menos brilhante do que o esperado em comprimentos de onda mais curtos, o que pode ser devido a uma atmosfera fortemente carregada de metano e outros gases absorventes ou uma densa cobertura de nuvens. Esse comportamento, incomum para planetas com características semelhantes, abre novas linhas de pesquisa sobre os processos químicos e físicos que controlam as atmosferas planetárias sob condições extremas de temperatura.
No momento, o grupo tem medições fotométricas limitadas, e mais observações espectroscópicas serão necessárias para determinar exatamente quais componentes dominam a atmosfera e como eles afetam o fluxo de radiação.
