Exoplanetas do sistema YSES-1 revelam pistas sobre a formação planetária com dados do James Webb!

Cientistas detectam nuvens de silicato em atmosfera de exoplaneta distante e um disco que pode formar luas

Notícia

Por Trinity College Dublin e Space.com

Traduzido por Marco Centurion

Concepção artística do sistema YSES-1 consistido de uma estrela com cerca de 16 milhões de anos parecida com o Sol ao centro, o exoplaneta YSES-1 b e o disco de areia circumplanetário à direita e o exoplaneta YSES-1 c com nuvens de silicato e sua atmosfera à esquerda. (Crédito da imagem: Ellis Bogat)

Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), astrônomos fizeram imagens detalhadas de dois jovens exoplanetas orbitando uma estrela localizada a cerca de 300 anos-luz da Terra, no sistema planetário YSES-1. A descoberta revelou informações valiosas sobre como esses exoplanetas, planetas fora do nosso Sistema Solar, se formam e como suas atmosferas se comportam.

Entre os principais achados estão a presença de nuvens de silicato, que são basicamente partículas de areia, na atmosfera de um dos exoplanetas, e a existência de um disco circumplanetário ao redor do outro, que provavelmente fornece material para formação de luas.

“Ao estudar esses planetas, podemos entender melhor como os planetas se formam em geral, um pouco como olhar para o passado do nosso sistema solar”

disse Valentina D’Orazi, do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), que integra a equipe responsável pela descoberta.

O sistema YSES-1 é composto por uma estrela semelhante ao Sol, com aproximadamente 16,7 milhões de anos, e dois planetas gasosos gigantes: YSES-1 b e YSES-1 c. Ambos são várias vezes mais massivos que Júpiter e orbitam a estrela a grandes distâncias, o que mostra como os sistemas planetários podem ser diversos, mesmo em torno de estrelas parecidas com o nosso Sol.

Segundo o Dr. Evert Nasedkin, pesquisador de pós-doutorado na Trinity College Dublin, exoplanetas que podem ser diretamente observados são extremamente valiosos. “Esses exoplanetas ainda são jovens o suficiente e por isso estão quentes devido à sua formação, e é esse calor, visto no infravermelho térmico, que nós, astrônomos, observamos.”

Utilizando os instrumentos espectroscópicos do JWST, a equipe internacional liderada por Dr. Kielan Hoch, com participação de astrônomos da Trinity College Dublin, obteve espectros detalhados desses dois exoplanetas jovens. A análise desses espectros permite identificar a composição química das atmosferas planetárias, já que diferentes moléculas e partículas de nuvem absorvem diferentes comprimentos de onda da luz.

Ao analisar o planeta mais distante, YSES-1 c, os pesquisadores encontraram uma assinatura clara de nuvens de silicato no infravermelho médio, que é a evidência mais forte já observada desse tipo de nuvem em um exoplaneta. Essas nuvens, compostas por partículas semelhantes a areia, permanecem suspensas na atmosfera graças a um ciclo de sublimação e condensação semelhante ao da água na Terra.

“Observações diretas como essas são essenciais para entender os processos atmosféricos e os modelos de formação planetária, que ainda são tema de debates. Elas nos ajudam a melhorar os modelos climáticos e químicos em ambientes muito diferentes do nosso sistema solar.”

afirmou D’Orazi.

A aparência avermelhada de YSES-1 c se deve à presença dessas nuvens de sílica na atmosfera. A chuva de areia que se forma nelas cai em direção ao núcleo do planeta. A equipe conseguiu, por meio de modelagem detalhada, identificar não apenas a composição química dessas nuvens, mas também o formato e o tamanho das partículas — que podem incluir piroxena rica em ferro, bridgmanita e forsterita. Piroxena são um importante grupo de inossilicatos de cadeia simples encontrados em múltiplas rochas ígneas e metamórficas.

Enquanto isso, o planeta YSES-1 b, com cerca de seis vezes a massa de Júpiter, revelou outra surpresa: ele está cercado por um disco circumplanetário achatado e empoeirado — algo inédito para um objeto com essa idade. Esse disco pode estar fornecendo materiais ricos em silicato para o planeta, funcionando como um "canteiro de obras" de um castelo de areia cósmico. Esse processo é análogo à formação das luas de Júpiter a partir do material em seu disco.

“YSES-1 b é um planeta já formado, mas seu disco é intrigante”, disse Dr. Nasedkin. “Esperaríamos ver tais discos apenas em planetas significativamente mais jovens. Isso levanta novas questões sobre como esses discos podem durar tanto tempo.”

A detecção de nuvens de silicato e discos circumplanetários em um mesmo sistema planetário torna YSES-1 uma peça-chave para o estudo da evolução planetária. Segundo Hoch, o projeto foi planejado antes mesmo do lançamento do JWST:

“A ideia era usar o instrumento NIRSpec para observar os dois planetas ao mesmo tempo, em um único campo de visão e funcionou. Tivemos dois por um, e geramos o conjunto de dados mais detalhado já obtido de um sistema com múltiplos planetas.”

Além disso, os planetas YSES-1 b e c estão separados por distâncias tão grandes que sua formação não pode ser explicada pelas teorias atuais. A descoberta das nuvens distintas de silicato em YSES-1 c e do material quente e empoeirado ao redor de YSES-1 b complica ainda mais os modelos tradicionais de formação e evolução planetária.

“Esse trabalho mostra o potencial incrível do JWST para caracterizar atmosferas de exoplanetas. Com poucos exoplanetas que podem ser diretamente observados, o sistema YSES-1 oferece insights únicos sobre a física atmosférica e os processos de formação desses gigantes distantes”

concluiu Nasedkin.

Além disso, a pesquisa foi liderada por uma equipe formada principalmente por jovens pesquisadores, pós-doutorandos e estudantes de pós-graduação, que assinam como os cinco primeiros autores do artigo publicado na Nature. “Sem a criatividade e o trabalho árduo deles, essas descobertas multidisciplinares incríveis não teriam sido possíveis”, acrescentou Hoch.

Compreender como esse “super sistema solar” se formou fornece pistas sobre as origens do nosso próprio sistema solar. Acompanhar, em tempo real, a formação de um planeta semelhante a Júpiter nos ajuda a estimar quanto tempo leva para formar planetas e como é sua composição química ao final do processo, essencial para sabermos com o que se pareciam os blocos de construção da Terra e dos demais planetas.

Os artigos que compõe esta tradução são do space.com e do Trinity College Dublin (publicados em 11/06 e 10/06, respectivamente)

Link para acesso aos textos:

Space.com: https://www.space.com/astronomy/the-milky-way-may-not-collide-with-neighboring-galaxy-andromeda-after-all-from-near-certainty-to-a-coin-flip

Trinity College Dublin: https://www.tcd.ie/news_events/articles/2025/silicate-clouds-discovered-in-atmosphere-of-distant-exoplanet/