Conforme um novo estudo, publicado no início deste mês, o planeta chamado GJ 9827 tem o dobro do tamanho da Terra. E fica a cerca de 100 anos-luz de distância.

O estudo revela que cientistas já teorizavam sobre a possibilidade de um “planeta sauna�? mas a confirmação só ocorreu graças às observações do James Webb em sua busca por planetas habitáveis fora do Sistema Solar.

“Estamos, finalmente, desvendando os mistérios desses planetas com tamanhos que ficam entre o da Terra e o de Netuno. Inexistentes no nosso Sistema Solar�? afirmou Ryan MacDonald, astrofísico da Universidade de Michigan e co-autor do estudo.

Segundo MacDonald, a descoberta do “planeta sauna�?pelo James Webb é um “passo crucial�?para detectar atmosferas de exoplanetas habitáveis “nos próximos anos�?

O que torna o GJ 9827 importante não é só pelo fato de sua atmosfera ser literalmente uma “sauna�? mas, sim, o peso das moléculas da composição do planeta.

De acordo com o estudo, quase todos os exoplanetas já descobertos possuem moléculas mais leves, como as de hidrogênio e de hélio. Contudo, este não é o caso do GJ 9827.

Através de um método chamado espectroscopia de transmissão, os cientistas conseguiram determinar que as moléculas da atmosfera do “planeta sauna�?são pesadas. Aliás, tais moléculas são similares às da Terra, de acordo com o estudo.

Desse modo, mesmo sendo obviamente impossível haver suporte à formação de vida, o “planeta sauna�?pode ajudar o James Webb a encontrar outros planetas com condições habitáveis.

“O GJ 9827 é o primeiro planeta com atmosfera rica em moléculas pesadas como os planetas terrestres do Sistema Solar�? afirmou Caroline Piaulet-Ghorayeb, co-autora do estudo.

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• Site da NASA mostra o que o James Webb está observando agora
• O que é a "galáxia morrendo de fome" descoberta pelo James Webb

Graças aos dados de observação do James Webb, os cientistas conseguiram adquirir informações sobre as características desse tipo de astro. Conforme detalhado em um estudo publicado na revista Nature, o objeto chamado Centaur 29P tem dois fluxos de dióxido de carbono e um de monóxido de carbono.

Tal característica nunca havia sido relatada anteriormente. Portanto, esta é a primeira vez que astrônomos observam a presença de CO2 no Centaur 29.

Modelos em 3D do James Webb mostram astro vazando gás

Através de modelos em 3D das observações do James Webb que captaram o objeto vazando gás, os cientistas acreditam que o centauro se formou por uma combinação de diferentes composições.

“Este centauro desafia as teorias sobre como os objetos primordiais foram criados e mantidos no cinturão de Kuiper�? afirma Geronimo Villanueva, coautor do estudo.

Centauros possuem características tanto de asteroides quanto de cometas. Eles se parecem com asteroides, mas sua composição é de gelo, como os cometas. Eles também residem em um limbo orbital e os astrônomos acreditam que os centauros já foram objetos transnetunianos que saíram do cinturão de Kuiper.

“Podemos considerar os centauros como as sobras da formação do nosso sistema planetário. Por ficarem em locais com temperaturas muito baixas, eles preservam informações sobre volatilidades que ocorreram nos primórdios do Sistema Solar�? afirmou Sara Faggi, da NASA.

De acordo com Faggi, o James Webb foi extremamente importante para descobrir as características do centauro por suas câmeras de alta resolução. Veja:

Agora que o James Webb descobriu o astro vazando gás, os cientistas precisam explicar o motivo por trás do fenômeno.

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• James Webb comemora 2 anos em operação com foto de “pinguim espacial�?/a>
• A Via Láctea pode colidir com Andrômeda? Novo estudo internacional esclarece

Em um estudo publicado nesta segunda-feira (16), os astrônomos explicaram como usaram o James Webb para observar uma galáxia do tamanho da Via Láctea, formada cerca de dois bilhões de anos após o Big Bang.

Essa galáxia, chamada “Galáxia de Pablo�? fica a 12 bilhões de anos-luz da Terra, com uma massa 200 bilhões de vezes superior ao Sol. Na prática, a galáxia está “morrendo�?porque um buraco negro supermassivo a deixou sem combustível para formar novas estrelas.

“Com base em observações anteriores, sabíamos que essa galáxia estava em um estado morto, pois, pelo seu tamanho, não formava muitas estrelas. Com isso, suspeitávamos que o fim da formação estelar tinha um elo com o buraco negro dessa galáxia�? afirma Francesco D’Eugenio, coautor do estudo.

Entretanto, segundo D’Eugenio, não era possível estudar essa galáxia em detalhes para confirmar tal ligação antes do James Webb.

O astrônomo ressalta que o James Webb conseguiu confirmar que a galáxia estava “morrendo de fome�?e se seu estado era permanente ou temporário.

A maioria das estrelas da “Galáxia de Pablo�?se formaram entre 12,5 e 11 bilhões de anos atrás. As observações do James Webb mostram que a galáxia estava expelindo enormes quantidades de gás a 1.000 km por segundo.

Essa velocidade, de acordo com o estudo, é rápida o suficiente para que o gás escape do campo gravitacional da galáxia.

Como o buraco negro deixou a galáxia “morrendo de fome�?

Assim como outras galáxias com buracos negros supermassivos, a Galáxia de Pablo tem um fluxo rápido de ventos de gás quente. No entanto, a massa desse gás é relativamente pequena.

O estudo ressalta que o James Webb conseguiu localizar um componente frio nos ventos de gás com massa mais densa. A massa desse gás frio, que a galáxia expulsa, é bem superior à massa necessária para formação de novas estrelas.

“Encontramos o culpado. O buraco negro está deixando essa galáxia morrendo de fome, mantendo-a em um estado de dormência, ao remover a fonte de ‘comida�?necessária para formar novas estrelas, algo que conseguimos confirmar graças ao James Webb�? afirma D’Eugenio.

Os astrônomos ressaltam o impacto de buracos negros supermassivos em galáxias, sugerindo que deva ser comum esse tipo de fenômeno que interrompe a formação de estrelas.

Além disso, eles destacam o papel do James Webb, afirmando que o telescópio representa “um enorme salto em termos da capacidade de estudar o início do universo e sua evolução�?

Por fim, vale ressaltar que os autores do novo estudo sobre a “Galáxia de Pablo�?são os mesmos que descobriram a galáxia morta mais antiga.

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• James Webb observa exoplaneta que tem noite eterna �?e dia também
• James Webb descobre que asteroide que vale quintilhões está enferrujando

Em 2016, a NASA desenvolveu o site “Space Telescope Live�? que mostrava atualizações em tempo real sobre as observações do famigerado Hubble. Porém, neste ano, a NASA lançou uma atualização que mostra também a atividade do James Webb no mesmo site.

Agora, é possível acessar diversas informações sobre as observações anteriores, atuais e futuras do James Webb.

A intenção da NASA é oferecer ao público uma forma transparente �?mas com engajamento �?de entender a pesquisa astronômica. Através do site, os usuários podem descobrir o que o James Webb está observando neste momento, com descrições da NASA sobre o objeto espacial específico.

Além disso, o site também apresenta detalhes sobre o local do objeto observado, bem como o instrumento do James Webb usado na observação e o objetivo da pesquisa. Para fornecer mais contexto às observações do James Webb, a NASA inseriu ainda um mapa interativo do céu.

Recurso está disponível no PC ou celular

É importante ressaltar que as imagens captadas pelo telescópio espacial não são disponibilizadas exatamente tempo real, pois é preciso analisar e processar a enorme quantidade de dados.

Porém, a equipe responsável pela última atualização do site busca aprimorar a entrega das observações do telescópio. Além disso, a principal meta é criar mais ferramentas imersivas para a exploração e entendimento da pesquisa do James Webb.

Desse modo, o site da NASA é bastante user-friendly e acessível, sendo possível observar as atividades do James Webb pelo PC ou celular. Além disso, existe um guia de usuário para ajudar os usuários a utilizarem a ferramenta e interpretar o conteúdo.

Para ver o que o James Webb está observando neste exato momento, acesse o site da NASA neste link.

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• Estudo alemão identifica origem do asteroide que matou dinossauros
• James Webb observa exoplaneta que tem noite eterna �?e dia também

Avaliado em US$ 10 quintilhões �?valor que supera a economia global em 70 mil vezes �? o asteroide 16 Psique é um astro enorme, sendo o principal do cinturão entre Marte e Júpiter.

Devido à superfície extremamente brilhante do asteroide, cientistas acreditam que o 16 Psique possa ser riquíssimo em metais raros. A composição do 16 Psique, motivou a NASA a lançar a missão Psyche, para estudar essa mina de ouro em forma de asteroide.

Entretanto, nem tudo que reluz é ouro. Observações recentes do James Webb confirmaram a presença de hidroxila, um componente da água, no asteroide rico em metal.

Conforme as observações do James Webb, a hidroxila se ligou aos metais na superfície do asteroide, enferrujando o astro que vale quintilhões.

A descoberta, publicada em um estudo de uma equipe de astrônomos liderada por Stephanie Jarmak, ex-Southwest Research Institute (SwRI), observou imagens polo norte do 16 Psique. A ferramenta NIRSPec do James Webb captou as imagens em março de 2023, detectando uma assinatura de hidroxila presente em alguns meteoros enferrujados.

Embora o James Webb não tenha detectado uma assinatura conclusiva de água, não é possível refutar sua presença, já que o elemento pode existir em outras partes do asteroide, ou em concentrações abaixo do limite de detecção do telescópio.

Contudo, os cientistas não conseguiram apontar a origem do elemento que está enferrujando o asteroide de quintilhões de dólares. Algumas hipóteses sugerem que a hidroxila se formou no asteroide, surgindo de fora do Sistema Solar.

Missão Pysche

Apesar do valor, a NASA lançou a missão Psyche, em outubro de 2023, para estudar a topografia e a gravidade do asteroide. Além disso, a missão vai testar uma nova tecnologia comunicação a laser chamada DSOC (Deep Space Optical Communication).

Essa tecnologia de comunicação espacial codifica dados em fótons em comprimentos de onda infravermelha, ampliando a qualidade de comunicação com a Terra.

A missão Pysche deve chegar ao asteroide em 2029.

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• James Webb descobre que planeta gigante fede a ovo podre
• James Webb comemora 2 anos em operação com foto de “pinguim espacial�?/a>

O exoplaneta em questão é o WASP-39b, um enorme planeta gasoso que fica bem longe da Terra, a 700 anos-luz — sendo um pouco maior que Júpiter.

As variações climáticas do exoplaneta são extremas e ocorrem simultaneamente. Enquanto um lado do exoplaneta WASP-39b recebe luz permanente, o outro é a escuridão que reina. Ironicamente, o lado escuro chega a ser 148 °C mais quente que o lado claro.

Cientistas usaram dados das observações da câmera de infravermelho NIRCam do James Webb para explicar esse fenômeno curioso. Assim, eles conseguiram comparar a luz que chegava à atmosfera do exoplaneta conforme seu movimento em frente da estrela.

Noite eterna: explicação

O motivo pela noite eterna do exoplaneta é porque ele está muito próximo de sua estrela, ficando com a rotação travada gravitacionalmente. Ou seja, o período de rotação tem a mesma duração da translação.

Portanto, um lado do planeta sempre está de frente para a estrela. É o mesmo fenômeno que acontece com a nossa Lua, que tem o mesmo lado virado para a Terra.

Mas, curiosamente, o lado claro do exoplaneta não é o lado com calor extremo. De acordo com um estudo publicado na última segunda-feira (15),  os dados do James Webb mostram que, conforme os gases são aquecidos no lado claro, há a formação de ventos poderosos que ultrapassam milhares de km/h e acabam chegando no lado escuro.

O resultado é uma noite não apenas eterna, mas extremamente quente, com temperaturas que chegam a 780 °C. Essa temperatura é suficiente para derreter toda a pele do corpo humano em um segundo.

Similarmente, o lado claro recebe ventos frios e tem mais nuvens, então a temperatura é um pouco menor. Além disso, como há uma espécie de “muro” com o lado escuro do exoplaneta, o lado claro costuma ficar nublado.

De acordo com cientistas, não há dados sobre como essas nuvens afetam a temperatura.

WASP-39b foi descoberto em 2011. Porém, somente agora é possível estudar em detalhes o exoplaneta. De acordo com o coautor do estudo, James Kirk (não aquele de Star Trek), o James Webb pode ajudar a compreender e analisar a circulação atmosférica de exoplanetas graças à imensa precisão do telescópio.

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• 17 exoplanetas gelados podem ter oceanos habitáveis, diz NASA
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Analisando os dados do James Webb, os pesquisadores descobriram que o planeta gigante tem uma abundância de sulfeto de hidrogênio, um gás famoso por seu odor que lembra o fedor de ovo podre. Embora a presença sulfeto de hidrogênio torne o planeta inabitável, a descoberta oferece insights sobre a formação e composição do HD 189733.

Essa descoberta marca o primeiro registro da presença do gás em um planeta fora do Sistema Solar.

O enxofre é um elemento importante no sulfeto de hidrogênio. Ele desempenha um papel crucial no desenvolvimento de moléculas complexas e serve como indicador da formação química do planeta.

Além disso, o estudo revela que os dados do James Webb mostraram a evidência de água, dióxido de carbono e monóxido de carbono na atmosfera do HD 189733 b, mas, ao mesmo tempo, sem a presença de metano.

Além de feder ovo podre, planeta gigante tem chuvas de vidro

Descoberto em 2005 por astrônomos franceses, o planeta gigante não é famoso somente pela sua atmosfera fedorenta, mas, também, por suas condições extremas. A pequena distância entre o planeta e sua estrela �?mais próximo que Mercúrio em relação ao Sol �?contribui para temperaturas extremas, ultrapassando 900 °C.

Os ventos cruéis do planeta gigante, que chegam a 8.600 km/h, contribuem para uma espécie de chuva de vidro derretido, uma forma mortal de tempestade.

O HD 189733 b fica a 64 anos-luz de distância da Terra e é o “Júpiter quente�?mais próximo do planeta homônimo. Aliás, Júpiter também possui sulfeto de hidrogênio em sua atmosfera.

“Júpiteres quentes” são uma classe de exoplanetas gigantes gasosos com composição química similar à de Júpiter, mas com períodos orbitais bem menores. Por ser o “Júpiter quente�?mais próximo, o HD 189733b é o mais estudado por astrônomos, que utilizam dados do James Webb e do Hubble para entender as propriedades térmicas do planeta gigante e de outros exoplanetas.

No entanto, os pesquisadores ressaltam que a intenção do estudo não é habitar o exoplaneta, mas ampliar o conhecimento sobre formação e evolução planetária.

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Moléculas orgânicas complexas consideradas ingredientes das reações químicas que podem levar ao surgimento da vida foram identificadas pela primeira vez em gelos em torno de duas estrelas nascentes. Esse tipo de composto, formado por pelo menos 6 átomos que incluem carbono, oxigênio e hidrogênio, já tinha sido encontrado no estado gasoso em outras protoestrelas, que estão nos primórdios de sua formação e ainda não têm planetas ao seu redor. Sua detecção como um sólido havia sido prevista por experimentos em laboratório, mas nunca fora obtida de forma inequívoca por meio de observações astronômicas. Agora, segundo artigo publicado em março na revista Astronomy & Astrophysics, a assinatura química de pelo menos três moléculas orgânicas complexas foi observada, sem margem de dúvida, nas estrelas IRAS 2A e IRAS 23385. A primeira dista 975 anos-luz da Terra e a segunda 16 mil anos-luz.

A molécula mais famosa identificada foi o etanol (CH₃CH₂OH), o álcool etílico presente na cerveja, vinho e em outras bebidas. Outra razoavelmente conhecida foi o acetaldeído (CH₃CHO), um dos agentes responsáveis pela sensação de ressaca depois de beber em excesso. O terceiro composto identificado é menos familiar: o metanoato de metila (CH₃OCHO), que pode ser usado como solvente do acetato de celulose e inseticida. Com um grau de certeza menor, também foi registrado no gelo interestelar indício de ácido acético (CH₃COOH), principal ingrediente do vinagre.

“O artigo mostra que moléculas orgânicas complexas podem se formar no gelo em torno das protoestrelas. Vários trabalhos de laboratório sugeriam que isso era possível, mas não havia nenhuma observação que comprovasse essa ideia�? explica o astrofísico brasileiro Will Rocha, primeiro autor do trabalho, que faz pós-doutorado na Universidade de Leiden, nos Países Baixos. “Por estarem presentes no gelo, essas moléculas teriam menor chance de serem destruídas pela radiação e poderiam sobreviver ao processo de evolução de uma protoestrela.�?Dessa forma, em tese, poderiam ser inseridas em planetas em formação e servir de matéria-prima para a formação de moléculas necessárias para o surgimento de vida, como os aminoácidos.

O registro foi obtido com um dos espectrógrafos a bordo do telescópio espacial James Webb, projeto das agências espaciais norte-americana (Nasa), europeia (Esa) e canadense (CSA). Esse tipo de instrumento dispersa a luz proveniente de um objeto astrofísico e permite, entre outros parâmetros, inferir sua composição química.

Para o astrofísico Sergio Pilling, coordenador do Laboratório de Astroquímica e Astrobiologia da Universidade do Vale do Paraíba (Univap), o trabalho reforça a hipótese de que certa química orgânica complexa ocorre em grãos gelados antes de serem incorporados às fases gasosas ou até mesmo aos corpos planetários. “Compreender a abundância e a distribuição dessas moléculas no espaço pode fornecer insights sobre a habitabilidade potencial de outros planetas�? comenta Pilling, que não participou da equipe responsável pelo estudo. Uma das estrelas nascentes, a IRAS 2A, se parece com o Sol no início de sua existência e pode ser útil para entender sua origem.

Artigo científico
ROCHA, W.R.N. et al. JWST Observations of Young protoStars (JOYS+): Detecting icy complex organic molecules and ions. Astronomy & Astrophysics. 13 mar. 2024.

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O sistema, conhecido como ZS7, compreende também a fusão das duas galáxias as quais pertencem os buracos negros. Por enquanto, os cientistas ainda não sabem como eles se tornaram tão massivos.

Contudo, acreditam que ambos tiveram um grande impacto na evolução das galáxias onde residem.

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• Buraco negro de galáxia vizinha está emitindo jato de um milhão de anos-luz
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O que se sabe até agora

“Encontramos evidências de gás muito denso com movimentos rápidos nas proximidades do buraco negro, bem como gás quente e altamente ionizado iluminado pela radiação energética normalmente produzida por buracos negros em seus episódios de acreção”, explicou a autora principal Hannah Übler, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. 

Segundo os resultados da pesquisa, um dos dois buracos negros tem uma massa 50 milhões de vezes a do Sol. No entanto, os astrônomos não puderam medir a massa do segundo buraco, uma vez que ele está enterrado em um gás denso. Ainda assim, imaginam que deva ser parecida com a do seu “irmão”.

No total, a massa estelar do sistema ZS7 é semelhante à da Grande Nuvem de Magalhães. 

“Nossas descobertas sugerem que a fusão é uma rota importante através da qual os buracos negros podem crescer rapidamente, mesmo no alvorecer cósmico”, explicou a autora principal do estudo Hannah Übler, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

James Webb: ferramenta essencial

Recentemente, a NASA divulgou um vídeo no qual mostra como seria cair um em buraco negro. Em geral, cada buraco negro massivo tem suas próprias características espectrográficas. 

Com isso, os astrônomos conseguem identificá-los. Mas para galáxias muito distantes, como aquelas neste estudo, essas assinaturas só podem ser vistas com o Webb.

“Graças à nitidez sem precedentes de suas capacidades de imagem, o Webb também permitiu que nossa equipe separasse espacialmente os dois buracos negros”, contou Übler.

Próximos passos

A descoberta foi feita a partir de observações do programa Galaxy Assembly with NIRSpec Integral Field Spectroscopy, em que cientistas utilizam o James Webb para para estudar detalhadamente a relação entre buracos negros massivos e suas galáxias.

Por isso, os pesquisadores pretendem encontrar e caracterizar fusões de buracos negros, a fim de determinar com qual freência ocorrem, em quais épocas cósmicas e qual o papel das fusões no crescimento deles.

Além disso, depois da fusão de dois buracos negros, eles também geram ondas gravitacionais. Dessa forma, os astrônomos afirmam que eventos como este serão detectáveis com a próxima geração de observatórios de ondas gravitacionais.

Por exemplo, a próxima missão LISA (Laser Interferometer Space Antenna), que foi recentemente aprovada pela ESA (Agência Espacial Europeia, da sigla em inglês).

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Essa é uma explosão estelar que foi observada pela primeira vez há 37 anos na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea.

• Telescópio James Webb encontra mina de ouro no espaço
• Astrofísica: dados do James Webb desafiam a cosmologia

A supernova 1987A foi a primeira supernova visível a olho nu desde 1604. Desde então, os cientistas tentam descobrir o que aconteceu com o núcleo da estrela que explodiu.

As duas principais teorias eram que ele tivesse se transformado em um buraco negro ou em uma estrela de nêutrons, um objeto ultradenso formado pelo colapso gravitacional de uma estrela massiva.

Em 1987, observatórios na Terra detectaram uma rajada de neutrinos, partículas subatômicas que escapam do núcleo de uma estrela em colapso, horas antes da supernova ser vista na luz visível. Isso indicava que um objeto compacto havia se formado, mas sua natureza permanecia incerta.

Importância da descoberta do James Webb

Agora, com o auxílio do James Webb, os cientistas da Cardiff University (Reino Unido) conseguiram sondar o centro da supernova com uma resolução sem precedentes.

Assim, os cientistas captaram sinais de radiação de alta energia que sugerem a presença de uma estrela de nêutrons. Essa seria a primeira vez que os efeitos da emissão de uma estrela de nêutrons recém-nascida foram detectados diretamente.

“Com o Webb, encontramos agora evidências diretas de emissão desencadeada pelo objeto compacto recém-nascido, muito provavelmente uma estrela de nêutrons�? disse ao Phys Claes Fransson, autor principal do estudo que relata a descoberta, publicado na revista científica Science.

A estrela de nêutrons, no entanto, ainda não foi vista diretamente, pois está envolta por uma nuvem de poeira e gás que a obscurece. Os cientistas esperam que, com o tempo, essa nuvem se dissipe e revele o astro escondido.

A descoberta é importante para o estudo da evolução estelar e da física nuclear, pois as estrelas de nêutrons são laboratórios naturais para testar as propriedades da matéria em condições extremas.

Além disso, a supernova 1987A é um objeto único, pois é a supernova mais próxima e mais bem estudada da história da astronomia moderna.

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Uma kilonova acontece quando duas estrelas de nêutrons, que são objetos extremamente densos formados pelo colapso de estrelas massivas, colidem. Quando duas estrelas de nêutrons se aproximam e se fundem, elas liberam uma enorme quantidade de energia e matéria, criando elementos mais pesados do que o ferro.

Esses elementos, lançados no espaço em forma de nuvens brilhantes, podem ser detectados por telescópios como o James Webb.

Entenda a descoberta do James Webb

O James Webb observou uma kilonova que ocorreu há cerca de 130 milhões de anos, em uma galáxia distante. A kilonova foi acompanhada por uma emissão massiva de raios gama, que é uma forma de radiação eletromagnética de alta energia.

O instrumento NIRCam, uma câmera de alta resolução capaz de observar objetos muito distantes, foi o que permitiu as detecções.

Os dados do NIRCam revelaram que a kilonova produziu cerca de 0,03% da massa do Sol em ouro, o que equivale a cerca de 10 vezes a massa da Terra. Além disso, a kilonova também produziu outros metais pesados, como platina, urânio, tório e lantânio.

A descoberta da kilonova pelo James Webb mostra a capacidade do telescópio de explorar os fenômenos mais extremos do universo. A equipe de pesquisadores espera que observações futuras de GRBs, kilonovas e ondas gravitacionais forneçam mais insights sobre esses fenômenos.

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Além disso, também está orbitando essa estrela um possível planeta do tamanho da Terra. O que mais chamou atenção dos cientistas é que os planetas, chamados TOI-715 b e TOI-715 c, estão dentro da zona habitável de sua estrela. Isso significa que eles poderiam ter as condições certas para a existência de água líquida em suas superfícies.

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TOI-715 b é o maior dos dois, com um raio de cerca de 1,5 vezes o da Terra. Ele completa uma órbita ao redor de sua estrela em apenas 10 dias. Já o TOI-715 c é um pouco menor, com um raio de cerca de 1,1 vezes o da Terra. Ele leva cerca de 16 dias para dar a volta em sua estrela, o que ainda é muito mais curto do que um ano na Terra.

A descoberta de TOI-715 b e c aumentou a lista crescente de exoplanetas que poderiam ser habitáveis ou até mesmo habitados. A exploração de mais e mais desses mundos podem nos levar a responder em breve a uma das perguntas mais profundas da ciência: estamos sozinhos no universo?

Entenda a descoberta da NASA

O método de trânsito detectou os planetas, medindo as pequenas quedas no brilho da estrela quando um planeta passa na frente dela. O Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS, na sigla em inglês) da NASA coletou os dados, varrendo o céu em busca desses eventos.

A equipe confirmou a existência e as propriedades dos planetas usando observações de acompanhamento de telescópios que estão na Terra. A NASA explica que a descoberta é impressionante por alguns motivos. Primeiro, eles estão entre os exoplanetas mais próximos de nós, tornando-os mais fáceis de estudar em mais detalhes.

Segundo, ambos estão na zona habitável de sua estrela, o que é raro para planetas ao redor de anãs vermelhas.
A maioria dessas estrelas é muito ativa e emite flares poderosos, que poderiam arrancar as atmosferas dos planetas e torná-los inabitáveis.

No entanto, TOI-715 parece ser relativamente calma e estável, dando aos planetas uma melhor chance de reter suas atmosferas e água. Além disso, ambos são pequenos e rochosos, como a Terra, o que os torna mais propensos a ter uma geologia e química semelhantes.

Agora, a equipe espera usar o Telescópio Espacial James Webb para sondar as atmosferas. Espera-se que o telescópio seja capaz de detectar a presença de moléculas como água, dióxido de carbono, metano e oxigênio, que poderiam indicar o potencial para a vida.

A equipe planeja procurar mais planetas no sistema, pois outros mundos escondidos podem ser muito pequenos ou muito distantes para o método de trânsito detectar. Um artigo descrevendo detalhes da descoberta foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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• Astrônomos encontram objeto misterioso nunca visto na Via Láctea
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A imagem em infravermelho médio destaca o hidrogênio atômico interestelar da nebulosa N79, situada na Grande Nuvem de Magalhães. Esta é uma galáxia satélite da Via Láctea, localizado a cerca de 160 mil anos-luz e visível do Brasil entre as constelações de Dourado e Meseta.

N79, considerada a irmã mais nova da Nebulosa da Tarântula (também na Grande Nuvem de Magalhães), está formando estrelas ativamente e permanece amplamente inexplorado pelos astrônomos. Inclusive, a foto do James Webb permite ver estrelas bebês.

De acordo com o comunicado da NASA, estudos indicam que nos últimos 500 mil anos, N79 tem formado estrelas a uma taxa duas vezes superior à da Nebulosa da Tarântula. Assim, o estudo desta nebulosa fornece informações valiosas sobre a intensidade da formação estelar ao longo do tempo.

O foco da imagem está nas nuvens moleculares. Um aspecto marcante da foto é o padrão de “explosão estelar” no coração brilhante de N79, resultante dos picos de difração causados pelos 18 espelhos hexagonais do telescópio. Veja:

A NASA explicou que o padrão de oito pontos é o resultado do design do espelho hexagonal do telescópio, combinado com os suportes do espelho secundário.

Enquanto isso, o Telescópio Espacial Hubble, por exemplo, da NASA produz um padrão de pico de difração de quatro pontas devido ao seu espelho circular.

Como a imagem foi capturada pelo James Webb

O instrumento MIRI (Mid-InfraRed) do telescópio foi crucial para capturar essa imagem. Utilizando luz infravermelha, é possível penetrar facilmente as densas nuvens de poeira e estudar o seu interior.

Essa capacidade permitiu ao telescópio observar não apenas a formação de estrelas, mas também protoestrelas. Elas são jovens corpos celestes que ainda estão envoltos em seus berços de gás e poeira. Porém, ainda não atingiram massa suficiente para iniciar a fusão nuclear no seu interior.

Além disso, as observações na região N79 fazem parte de outros estudos da NASA. O objetivo é estudar a evolução de discos e envelopes de material ao redor das estrelas em diferentes estágios de desenvolvimento.

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As imagens e descobertas dessa pesquisa feita com o James Webb foram apresentadas recentemente, na 243ª reunião da Sociedade Astronômica Americana.

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Beta Pictoris

Jovem, Beta Pic está localizado a apenas 63 anos-luz de distância e já foi muito estudado, mas ainda intriga cientistas. Até agora, pesquisadores já haviam encontrado dois discos de poeira na estrutura, resultantes de colisões entre asteroides e cometas.

Um dos discos de detritos está em torno de uma estrela e é externo. Já o segundo é interno e está mais inclinado em relação ao primeiro. A “cauda de gato” feita de poeira se estende próxima ao disco secundário.

(Imagem: NASA, ESA, CSA, STScI, C. Stark and K. Lawson (NASA GSFC), J. Kammerer (ESO), and M. Perrin (STScI)./ Reprodução)

De acordo com os astrônomos, a tecnologia do James Webb foi essencial para identificar a estrutura. Ainda, revelou diferenças de temperatura entre os discos e a cauda. 

“Não esperávamos que Webb revelasse que há dois tipos diferentes de material ao redor de Beta Pic, mas o MIRI claramente nos mostrou que o material do disco secundário e da cauda de gato é mais quente que o disco principal”, disse Christopher Stark, co-autor do estudo

Segundo os cientistas, isso provavelmente acontece devido a diferenças na composição de cada estrutura. Em geral, aquelas em que a poeira é mais quente podem ser feitas de material orgânico semelhante ao que é encontrado nas superfícies de cometas e asteroides em nosso sistema solar.

Origem da “cauda de gato”

Embora a descoberta tenha animado astrônomos, também levantou dúvida. O formato de “cauda de gato” da poeira encontrada em Beta Pictoris é diferente do que é visto em discos ao redor de outras estrelas. Mas por que?

De acordo com pesquisadores, a provável resposta é a data de formação da estrutura. Os cientistas acreditam que a “cauda de gato” é o resultado de um evento de produção de poeira que ocorreu apenas cem anos atrás.

Por exemplo, uma colisão pode ter causado a produção de tanta poeira. Então, esse material se espalha de maneira peculiar. 

“No início, ela segue na mesma direção orbital de sua fonte, mas depois começa a se espalhar. A luz da estrela empurra as partículas de poeira mais pequenas e fofas para longe mais rapidamente, enquanto os grãos maiores não se movem tanto, criando um longo fio de poeira”, explica Marshall Perrin, também autor do estudo.

A ideia de que um evento de produção de poeira que ocorreu recentemente também poderia explicar dois outros fatos. O primeiro é a assimetria recém-descoberta do disco interno de Beta Pic.

Já a segunda é o aglomerado de monóxido de carbono localizado perto da “cauda de gato”. Em geral, a radiação da estrela deveria decompor o elemento em aproximadamente cem anos. Segundo os pesquisadores, isso mostra que o sistema planetário Beta Pictoris pode ser ainda mais ativo do que pensavam anteriormente.

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O resultado foi registrado pelo James Webb em imagens impressionantes de um verdadeiro “show de luzes” na anã marrom. Esse fenômeno foi comparado com as auroras boreais que vimos na Terra.

Esta é uma descoberta inesperada porque a anã castanha, W1935, é fria e não possui uma estrela hospedeira. Por isso, não existe uma fonte óbvia para a energia da alta atmosfera.

James Webb encontra mistério astronômico

Para ajudar a explicar o mistério da emissão infravermelha do metano, a equipe recorreu ao nosso Sistema Solar.

A NASA explica que a emissão de metano é uma característica comum em gigantes gasosos como Júpiter e Saturno. O aquecimento da atmosfera superior que alimenta esta emissão está ligado às auroras.

Na Terra, as auroras são criadas quando partículas energéticas sopradas do Sol para o espaço são capturadas pelo campo magnético da Terra. Por isso elas são comuns em países da região polar norte, como na Islândia, Noruega, Suécia e Finlândia.

Eles caem em cascata na nossa atmosfera ao longo das linhas do campo magnético perto dos polos da Terra. Colidindo com moléculas de gás e criando cortinas de luz estranhas e dançantes.

Júpiter e Saturno têm processos aurorais semelhantes que envolvem a interação com o vento solar, mas também recebem contribuições aurorais de luas ativas próximas, como Io (para Júpiter) e Encélado (para Saturno).

Para anãs marrons isoladas como W1935, a ausência de vento estelar que contribua para o processo auroral e explique a energia extra na atmosfera superior necessária para a emissão de metano é um mistério.

A equipe supõe que processos internos não explicados, como os fenômenos atmosféricos de Júpiter e Saturno, ou interações externas com plasma interestelar ou uma lua ativa próxima, podem ajudar a explicar a emissão.

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A primeira mostra o Aglomerado de Galáxias “Árvore de Natal”, como foi carinhosamente nomeado. Já a segunda é uma fotografia de Cassiopeia A. Confira abaixo.

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Aglomerado de Galáxias “Árvore de Natal”

(Imagem: Hubble ACS and WFC3 + James Webb NIRCam Image/ NASA/ Reprodução)

Este aglomerado de galáxias está bastante distante da Terra, a 4,3 bilhões de anos-luz. Seu charme especial, que lhe rendeu o nome, é o fato de que é possível ver 14 estrelas que piscam em seu meio. 

Isso impressionou os astrônomos, porque é difícil enxergar uma estrela individual em uma galáxia distante. Além disso, ao mexer as lentes do telescópio na tentativa de focar no aglomerado, essas estrelas “piscam”.

Em contrapartida, nesta outra imagem recente é possível ver o fenômeno das luzes em movimento. No entanto, esta captura é do Observatório de Raios X Chandra, da NASA. Veja abaixo.

Segundo pesquisadores, o aglomerado de Galáxias “Árvore de Natal” já tinha aproximadamente nove bilhões de anos quando o sol e a Terra surgiram. Por isso, ele ajuda cientistas em pesquisas que exigem a comparação de composição com outras galáxias.

Cassiopeia A

Imagem: James Webb NIRCam Image/ NASA/ Reprodução

A apenas 11 mil anos-luz da Terra, Cassiopeia A consiste em restos de uma estrela que explodiu há aproximadamente 340 anos. De modo geral, o fenômeno já foi observado por vários telescópios espaciais, mas a imagem registrada pelo James Webb trouxe uma nova perspectiva.

Dessa forma, com sua visão infravermelha, o telescópio capturou gás, poeira e moléculas dos vestígios da estrela, elementos que estão irradiando em temperaturas mais altas. Além das novas informações científicos, astrônomos interpretaram as estruturas como um enfeite de Natal pendurado em um galho de árvore.

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Em 2023, o James Webb fotografou o universo de janeiro a dezembro. Agora, o Giz Brasil lista cinco desses registros que marcaram o ano.

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Anéis de Urano

(Imagem: NASA, ESA, CSA, STS cI. Image processing: J. DePasquale (STScI)/ Reprodução)

Em fevereiro, o telescópio James Webb fez seus primeiros registros do gigante Urano, capturando imagens do polo norte do planeta, que estava inclinado. Na fotografia, é possível visualizar seus anéis, que aparecem brilhando em volta do astro gasoso. 

No total, ficaram visíveis 11 dos 13 anéis conhecidos do planeta. Segundo a NASA, esse é o melhor registro dos anéis de Urano já feito. Até então, fotos haviam mostrado esses objetos fracos e finos.

O James Webb mostrou ainda uma grande calota polar que aparece como uma névoa do lado direito do corpo celeste. Além disso, a imagem permite ver as seis maiores das 27 luas conhecidas de Urano, e também de galáxias distantes, ao fundo. 

Nebulosa de Órion

(Imagem: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), and the PDRs4All ERS Team/ Reprodução)

Em junho, Webb registrou uma parte da Nebulosa de Órion em detalhe. Conhecida como Barra de Órion, ela aparece na diagonal da imagem. Na foto é possível ver também um disco protoplanetário de formação de planetas.

Ele está em volta da estrela anã chamada d203-506, localizada a surpreendentes 1.350 anos-luz de distância de Orion. Apesar de ser vermelha e fria, diferente do Sol, ela vive em condições adversas semelhantes às que o astro do Sistema Solar experimentou no início da vida.

Ali, onde está a estrela, cientistas puderam identificar um composto de carbono e hidrogênio, chamado cátion metil (CH3+). Isso sugere que há substâncias químicas importantes para o desenvolvimento de vida por lá e que elas podem suportar a intensa radiação que as estrelas ao redor emitem.

Berçário de estrelas

(Imagem: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI)/ Reprodução)

Em julho, Webb registrou o berçário de estrelas mais próximo à Terra. Ele está no complexo de nuvens Rho Ophiuchi e contém cerca de 50 estrelas jovens com tamanho comparável ao do Sol. 

Na imagem, as estrelas mais jovens ainda estão abrigadas em regiões escuras, na parte superior e inferior do lado direito. Segundo especialistas, a sombra próxima a algumas delas podem ser discos de poeiras, que são a origem de planetas.

Também é possível ver estrelas bebês que se anunciam com jatos de moléculas de hidrogênio. Na foto, elas aparecem como faixas de luz vermelha.

Uma estrela antes de nascer

(Imagem: ESA/Webb, NASA, CSA, T. Ray (Dublin Institute for Advanced Studies)/ Reprodução)

No mês de setembro, o James Webb fotografou a estrela em formação Herbig-Haro 211, ou apenas HH 211, que está localizada a aproximadamente mil anos-luz da Terra, na constelação de Perseus. 

Conforme vai se desenvolvendo, ela emite uma dupla de jatos capturados pela imagem. Eles se deslocam rapidamente, formando uma corrente protoestelar – uma das mais próximas da Terra.

Coração da Caranguejo

(Imagem: ESA/Webb, NASA, CSA, STSCI, TEA TEMIM, Universidade de Princeton/ Reprodução)

Em outubro, o Telescópio Especial James Webb capturou uma foto da Nebulosa do Caranguejo na qual há um pequeno ponto brilhante. De acordo com cientistas, o registro evidencia uma pequena estrela de nêutrons, deixada para trás após uma explosão de supernova.

A estrela de nêutrons tem campos magnéticos intensos que, na imagem, são marcados pelas linhas brancas. Quando eles giram, emitem radiação de síncotron, que aparenta ser uma fumaça na foto.

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A fotografia, capturada pela câmera de infravermelho NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb, oferece uma visão inédita da explosão estelar ocorrida há 340 anos. Veja:

Foto foi divulgada pela NASA nesta semana. Imagem: NASA/Reprodução

A visualização de alta resolução revela detalhes intricados da camada de material em expansão que colidiu com o gás liberado pela estrela antes de sua espetacular explosão.

O remanescente da supernova, localizado a 11 mil anos-luz de distância da Terra, na constelação de Cassiopeia, continua a intrigar os cientistas. Cas A, um dos remanescentes de supernova mais estudados, tornou-se o foco de uma nova era de exploração espacial graças ao Telescópio James Webb.

Como o Webb fez a foto?

O Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) de Webb, em abril de 2023, desvendou características surpreendentes na camada interna do remanescente, desafiando os astrônomos a explorar mistérios anteriormente desconhecidos.

A luz infravermelha, capturada pela NIRCam, revela detalhes que escapavam à observação humana, oferecendo uma visão colorida do espetáculo cósmico. As cores vivas destacam aglomerados em tons de laranja brilhante e rosa claro, representando a camada interna do remanescente da supernova.

De acordo com a NASA, essa camada contém minúsculos nós de gás, compostos por elementos como enxofre, oxigênio, argônio e néon, emanando da estrela original.

Nascimento de novas estrelas

A foto destaca ainda a mistura de poeira e moléculas presentes no gás, que eventualmente se tornarão componentes de novas estrelas e sistemas planetários. Alguns filamentos de detritos, tão pequenos que escapam até mesmo à resolução do poderoso Webb, proporcionam uma visão única da complexidade da explosão estelar.

Ao comparar as imagens de infravermelho próximo e médio, os astrônomos observam uma mudança curiosa na cor da concha interna. Onde antes se via tons de laranja profundo e vermelho na imagem do MIRI, agora parece uma fumaça de fogueira, marcando a interação da onda de explosão com o material circunstelar circundante.

A ausência de cor na cavidade interna e camada externa na imagem de infravermelho próximo revela uma característica intrigante conhecida como radiação síncrotron. Essa radiação é visível nas conchas semelhantes a bolhas na metade inferior da cavidade interna.

O enigmático “Monstro Verde”, um loop de luz verde na cavidade central de Cas A, não é visível na imagem NIRCam. No entanto, os pesquisadores estão confiantes de que o infravermelho próximo revelará informações sobre essa característica misteriosa. Buracos circulares na fotografia indicam a presença de gás ionizado, moldado pelos detritos da supernova.

Além disso, uma surpresa adicional veio na forma de uma grande e estriada bolha no canto inferior direito do campo de visão do NIRCam, apelidada de “Baby Cas A”. Esta bolha representa um eco de luz da explosão original, aquecendo a poeira distante que brilha à medida que esfria. A complexidade do padrão de poeira e a aparente proximidade do “Baby Cas A” com o remanescente principal da supernova desafiam os pesquisadores a compreender essa característica única.

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As galáxias receberam os nomes de Uncover-z13 e a Uncover-z12. Como elas estão a cerca de 33 bilhões de anos-luz de distância, estamos a vendo o passado dessas formações. Os pesquisadores estimam que as galáxias emitiram a luz detectada pelo telescópio Webb há cerca de 13,4 bilhões de anos-luz.

Imagem: The Astrophysical Journal/Reprodução

Naquela época, o universo tinha cerca de 330 milhões de anos. As galáxias estão atualmente a 33 mil milhões de anos-luz de distância de nós, devido à expansão do Universo ao longo do tempo.

“As galáxias descobertas anteriormente apareciam [nas lentes do telescópio] como um ponto […] mas uma delas parece alongada, quase como um amendoim, e a outra parece uma bola fofa”, disse em comunicado Bingjie Wang, especialista que faz parte da equipe que descobriu as formações.

Detalhes das galáxias

Os investigadores usaram modelos computacionais para revelar as propriedades destas primeiras galáxias. Como esperado, as duas galáxias tinham poucos metais em sua composição, cresciam rapidamente e formavam estrelas.

A quase 33 mil milhões de anos-luz de distância, estas galáxias incrivelmente distantes nos ajudam a aprender sobre como as primeiras galáxias se podem ter formado. Os pesquisadores descreveram as descobertas em um artigo publicado no Astrophysical Journal Letters.

O James Webb capturou imagens de campo profundo do aglomerado de Pandora em 2022. As imagens revelam mais de 60.000 fontes de luz.

A obtenção desses detalhes foi viabilizada pela lente gravitacional gerada pela massa considerável do aglomerado. Esta fenomenal gravidade atua como uma ampliação natural, funcionando como uma lupa cósmica graças aos objetos supermassivos, permitindo a observação de objetos distantes.

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