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Um planeta gigante que permaneceu oculto por mais de uma década acaba de ser revelado em um dos sistemas planetários mais estudados da Via Láctea. Batizado de Beta Pictoris d, o exoplaneta foi identificado com a ajuda do Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, mas de uma maneira diferente da tradicional: em vez de depender apenas de uma imagem do planeta, os astrônomos encontraram a “impressão digital” química de sua atmosfera.
A descoberta ocorreu enquanto pesquisadores estudavam outro planeta do sistema, o Beta Pictoris b. O instrumento NIRSpec, espectrógrafo de infravermelho próximo do Webb, registrou simultaneamente uma imagem e um espectro de cada ponto observado. Foi nesse conjunto de dados que surgiu um sinal inesperado.
“Não estávamos procurando um novo planeta”, afirmou Aidan Gibbs, pesquisador da Universidade da Califórnia em San Diego e autor principal do estudo, segundo comunicado da Nasa. “Estávamos tentando entender um que já conhecíamos. Então, esse sinal revelador apareceu nos dados onde não esperávamos.”
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O que é o Beta Pictoris d?
O sistema Beta Pictoris fica a cerca de 63 anos-luz da Terra, na constelação austral de Pictor, e tem aproximadamente 23 milhões de anos. É, portanto, um sistema muito jovem em comparação com o Sistema Solar, que tem cerca de 4,6 bilhões de anos.
A estrela é cercada por um extenso disco de poeira e detritos, remanescentes do processo de formação planetária. Esse material, porém, também ajudou a esconder o novo planeta. Segundo a Nasa, Beta Pictoris d está em uma região próxima a uma das estruturas de detritos mais brilhantes conhecidas.
A poeira funciona como uma espécie de neblina cósmica. A luz da estrela se espalha pelo material e dificulta a identificação de objetos muito mais fracos em seu entorno. O Beta Pictoris d também é aproximadamente 100 vezes menos brilhante que o Beta Pictoris b, o que torna sua identificação especialmente difícil.
Isso ajuda a explicar por que o planeta passou despercebido durante anos. Observações antigas, no entanto, continham sinais de sua presença. Depois da identificação, pesquisadores revisaram registros obtidos ao longo da última década e encontraram o planeta de forma discreta em imagens anteriores.
Como os cientistas identificaram o Beta Pictoris d?
Normalmente, fotografar diretamente um exoplaneta é extremamente difícil. A estrela que ele orbita é muito mais brilhante, enquanto o planeta aparece como uma fonte de luz muito fraca. Telescópios e instrumentos especializados precisam bloquear ou reduzir a luz estelar e separar o planeta das estruturas de poeira ao redor.
No caso do Beta Pictoris d, os pesquisadores recorreram a uma estratégia diferente. O NIRSpec, instalado no Webb, possui uma Unidade de Campo Integral, capaz de produzir uma imagem e, ao mesmo tempo, um espectro para cada pixel.
Como os cientistas confirmaram que era um planeta?
O resultado revelou uma sequência de picos e vales no espectro que não deveria estar ali caso se tratasse apenas da luz refletida pela poeira. O padrão correspondia a linhas de absorção de monóxido de carbono (CO), uma característica esperada em atmosferas de gigantes gasosos. A Nasa descreve a sequência como semelhante a um código de barras.
“Um espectro contém uma quantidade incrível de informações”, explicou Jean-Baptiste Ruffio, pesquisador da Universidade da Califórnia em San Diego. “Você não aprende apenas que algo é um planeta; imediatamente começa a aprender sobre sua temperatura, química e movimento.”
O método também permitiu medir a velocidade radial do objeto. A posição, o movimento e o alinhamento identificados eram compatíveis com um planeta orbitando Beta Pictoris, e não com uma estrela de fundo ou uma anã marrom (corpo celeste que não tem massa suficiente para ser uma estrela).
Observações posteriores realizadas com o instrumento MIRI, também do Webb, detectaram vapor d’água e metano na atmosfera. Esses dados reforçaram a identificação do planeta e ampliaram as informações disponíveis sobre sua composição.
Mas o Webb não foi o único observatório a encontrar o Beta Pictoris d. Quase simultaneamente, uma segunda equipe, formada por pesquisadores da Universidade de Edimburgo e do Observatório Europeu do Sul (ESO), identificou o mesmo planeta utilizando o Very Large Telescope (VLT), no Chile.
Nesse caso, a descoberta ocorreu por meio de imagens obtidas com o instrumento ERIS. Depois de localizar o objeto, os pesquisadores voltaram aos arquivos de observações anteriores, feitas pelo instrumento SPHERE, e encontraram sinais do planeta em registros que remontavam a mais de uma década.
A análise das diferentes posições observadas ao longo do tempo ajudou a estabelecer o movimento do objeto e confirmar que ele não era uma estrutura qualquer do disco de detritos, mas um planeta em órbita de Beta Pictoris.
As duas equipes trabalharam de forma independente e utilizaram abordagens diferentes para chegar à mesma conclusão. Enquanto o grupo do Webb identificou o planeta principalmente pela assinatura química de sua atmosfera, a equipe do VLT conseguiu revelá-lo por meio de imagens diretas e da análise de registros históricos.
O resultado reforça a importância de combinar técnicas distintas na procura por exoplanetas. No caso do Beta Pictoris d, métodos que inicialmente pareciam registrar apenas sinais muito fracos acabaram se complementando para revelar um mundo que estava presente nos dados havia anos.
Quais são as características do Beta Pictoris d?
Com a descoberta, Beta Pictoris passa a ter três planetas conhecidos: Beta Pictoris b, Beta Pictoris c e Beta Pictoris d. O sistema se torna apenas o segundo conhecido a reunir pelo menos três exoplanetas observados diretamente, ao lado de HR 8799.
Qual é o tamanho e a massa do Beta Pictoris d?
O Beta Pictoris d é um gigante gasoso e, embora seja o mais distante dos três, é também o menor deles em massa. As estimativas da Nasa indicam que ele tem pelo menos duas vezes a massa de Júpiter. Dados de observações no infravermelho citados pelos pesquisadores apontam para uma estimativa de aproximadamente 2,4 massas de Júpiter.
A que distância o planeta está de sua estrela?
Sua órbita está a aproximadamente 30 unidades astronômicas da estrela, distância comparável à região ocupada por Netuno no Sistema Solar. É a órbita mais ampla entre os três planetas conhecidos, embora ainda esteja dentro da borda interna do disco de detritos.
Qual é a temperatura do Beta Pictoris d?
A temperatura exata do planeta ainda está sendo investigada. A equipe responsável pela descoberta pretende analisar mais profundamente os dados do Webb para determinar com maior precisão sua temperatura, composição atmosférica e órbita.
O que o Beta Pictoris d revela sobre a formação de planetas?
A importância da descoberta vai além de acrescentar um novo integrante ao sistema Beta Pictoris. O próprio disco de detritos ao redor da estrela apresenta estruturas incomuns, incluindo uma borda interna bastante definida. Segundo a Nasa, a existência de um planeta com características semelhantes às do Beta Pictoris d já havia sido prevista para ajudar a explicar parte dessas estruturas.
O sistema funciona, assim, como um laboratório natural para observar processos que ocorreram há bilhões de anos no entorno do Sol. Como Beta Pictoris é muito mais jovem, seus planetas ainda estão em uma etapa relativamente inicial de sua evolução, permitindo aos astrônomos estudar a relação entre os mundos recém-formados e o material que sobra de sua formação.
A descoberta também mostra que arquivos astronômicos podem esconder informações que só se tornam perceptíveis quando novas técnicas são aplicadas. O planeta já estava presente em observações antigas, mas foi necessário combinar novos instrumentos, espectroscopia e análise de dados para reconhecer sua existência.
Para a astronomia, esse é um dos aspectos mais promissores do achado. A técnica utilizada pelo Webb demonstra que mundos difíceis de distinguir visualmente podem ser identificados por suas assinaturas atmosféricas.
Em vez de depender exclusivamente da aparência de um planeta em uma imagem, os pesquisadores podem procurar moléculas específicas que denunciem sua presença.
