O Telescópio Espacial James Webb, conhecido pela sigla em inglês JWST, capturou as primeiras imagens que comprovam a existência de dióxido de carbono em planetas fora do Sistema Solar. Um estudo da Universidade Johns Hopkins, publicado pelo The Astrophysical Journal, traz evidências de que o composto químico está presente nos quatro astros que orbitam a estrela HR 8799, que dá nome a um sistema que fica a 130 anos-luz de distância da Terra.
De acordo com a pesquisa, os planetas gigantes do HR 8799 se formaram da mesma forma que Júpiter e Saturno, gigantes gasosos do Sistema Solar: a partir da lenta construção de núcleos sólidos antes da atração de gases — processo chamado de acreção do núcleo.
A descoberta é importante não apenas no que diz respeito ao conhecimento relativo à formação de planetas, mas também por confirmar o potencial do James Webb. Além de inferir a composição atmosférica a partir de medições de luz estelar, o telescópio pode analisar de forma direta a química das atmosferas de planetas de outros sistemas — o que permite estudos mais profundos acerca de mundos distantes.
Conforme conta o líder do trabalho, o astrofísico William Balmer, em matéria publicada pela Universidade Jonhs Hopkins, a detecção de “fortes características de dióxido de carbono” mostra que há “fração considerável de elementos mais pesados, como carbono, oxigênio e ferro, nas atmosferas desses planetas”.
Ainda quentes devido à formação violenta há cerca de 30 milhões de anos — muito menos do que os 4,6 bilhões do Sistema Solar —, os planetas do HR 8799 emitem grades quantidades de luz infravermelha que facilitam a observação. Assim, ajudam a compreender a formação de outros astros e outros sistemas.
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“Planetas gigantes podem tomar forma de duas maneiras: construindo lentamente núcleos sólidos que atraem gás, como nosso Sistema Solar, ou colapsando rapidamente do disco de resfriamento de uma estrela jovem em objetos massivos”, diz a nota do Johns Hopkins. "Saber qual modelo é mais comum pode dar aos cientistas pistas para distinguir entre os tipos de planetas que eles encontram em outros sistemas."
Segundo Balmer, o objetivo é entender, a partir da observação do HR 8799, o próprio Sistema Solar, a posição dele em relação a outros sistemas e a vida, a fim de contextualizar a própria existência. "Queremos tirar fotos de outros sistemas estelares e ver como eles são semelhantes ou diferentes quando comparados ao nosso. A partir daí, podemos tentar ter uma noção de quão estranho nosso Sistema Solar realmente é — ou quão normal.”
A descoberta de dióxido de carbono em exoplanetas só pôde ser feita devido a ferramentas do James Webb que bloqueiam a luz de estrelas brilhantes, como a HR 8799, e, assim, permitem a observação de mundos que estariam ocultos pelo brilho. A equipe procurou, então, luz infravermelha em comprimentos de onda que revelam gases específicos. A visualização da faixa de 3-5 micrômetros revelou que os quatro planetas do HR 8799 têm mais elementos pesados do que se pensava.
Uma análise de 2022 havia detectado, indiretamente e a partir de outra técnica de observação do JWST, a presença de dióxido de carbono em outro exoplaneta, o WASP-39 b.