p Embora agora conheçamos milhares de exoplanetas - planetas ao redor de outras estrelas - a grande maioria de nosso conhecimento é indireto. Isso é, cientistas não tiraram muitas fotos de exoplanetas, e devido aos limites da tecnologia atual, só podemos ver esses mundos como pontos de luz. Contudo, o número de exoplanetas que foram diretamente fotografados está crescendo com o tempo. Quando o James Webb Space Telescope da NASA for lançado em 2021, vai abrir uma nova janela sobre esses exoplanetas, observando-os em comprimentos de onda nos quais eles nunca foram vistos antes e ganhando novos insights sobre sua natureza. p Os exoplanetas estão perto de estrelas muito mais brilhantes, então sua luz é geralmente superada pela luz das estrelas hospedeiras. Os astrônomos geralmente encontram um exoplaneta inferindo sua presença com base no escurecimento da luz de sua estrela hospedeira à medida que o planeta passa na frente da estrela - um evento chamado "trânsito". Às vezes, um planeta puxa sua estrela, fazendo com que a estrela oscile ligeiramente.

p Em alguns casos, os cientistas capturaram imagens de exoplanetas usando instrumentos chamados coronógrafos. Esses dispositivos bloqueiam o brilho da estrela da mesma forma que você pode usar sua mão para bloquear a luz do sol. Contudo, Encontrar exoplanetas com essa técnica tem se mostrado muito difícil. Tudo isso mudará com a sensibilidade de Webb. Seus coronógrafos a bordo permitirão que os cientistas vejam os exoplanetas em comprimentos de onda infravermelhos nos quais nunca os viram antes.

p Capacidades únicas de Webb

p Os coronógrafos têm algo importante em comum com os eclipses. Durante um eclipse, a Lua bloqueia a luz do Sol, permitindo-nos ver estrelas que normalmente seriam subjugadas pelo brilho do sol. Os astrônomos aproveitaram-se disso durante o eclipse de 1919, 100 anos atrás, em 29 de maio, a fim de testar a teoria da relatividade geral de Albert Einstein. De forma similar, um coronógrafo atua como um "eclipse artificial" para bloquear a luz de uma estrela, permitindo que planetas que de outra forma seriam perdidos no brilho da estrela sejam vistos.

p "A maioria dos planetas que detectamos até agora são cerca de 10, 000 a 1 milhão de vezes mais fraco do que sua estrela hospedeira, "explicou Sasha Hinkley, da Universidade de Exeter. Hinkley é o principal investigador de um dos primeiros programas de observação de Webb para estudar exoplanetas e sistemas exoplanetários.

p "Há, sem dúvida, uma população de planetas que são mais fracos do que isso, que têm taxas de contraste mais altas, e estão possivelmente mais distantes de suas estrelas, "Hinkley disse." Com Webb, seremos capazes de ver planetas com cerca de 10 milhões, ou de forma otimista, 100 milhões de vezes mais fraco. "Para observar seus alvos, a equipe usará imagens de alto contraste, que discerne essa grande diferença de brilho entre o planeta e a estrela.

p Webb terá a capacidade de observar seus alvos no infravermelho médio, que é invisível ao olho humano, mas com uma sensibilidade muito superior a qualquer outro observatório já construído. Isso significa que Webb será sensível a uma classe de planeta ainda não detectada. Especificamente, Planetas semelhantes a Saturno em separações orbitais muito amplas de sua estrela hospedeira podem estar ao alcance de Webb.

p "Nosso programa está voltado para jovens, planetas recém-formados e os sistemas que habitam, "explicou o co-investigador principal Beth Biller da Universidade de Edimburgo." Webb vai nos permitir fazer isso com muito mais detalhes e em comprimentos de onda que nunca exploramos antes. Portanto, será vital para entender como esses objetos se formam, e como são esses sistemas. "

p Testando as Águas

p As observações da equipe farão parte do programa de ciência de liberação antecipada discricionária do diretor, que fornece tempo para projetos selecionados no início da missão do telescópio. Este programa permite que a comunidade astronômica aprenda rapidamente a melhor forma de usar os recursos de Webb, ao mesmo tempo que produz uma ciência robusta.

p "Com nosso programa ERS, estaremos realmente 'testando as águas' para entender como o desempenho de Webb, "disse Hinkley." Nós realmente precisamos da melhor compreensão dos instrumentos, da estabilidade, da maneira mais eficaz de pós-processamento dos dados. Nossas observações vão dizer à nossa comunidade a maneira mais eficiente de usar o Webb. "

p Os alvos

p A equipe de Hinkley usará todos os quatro instrumentos de Webb para observar três alvos:Um exoplaneta recentemente descoberto; um objeto que é um exoplaneta ou uma anã marrom; e um anel de poeira e planetesimais bem estudado orbitando uma jovem estrela.

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• Exoplaneta HIP 65426b:Este recém-descoberto, o exoplaneta obtido com imagens diretas tem uma massa entre seis e 12 vezes a de Júpiter e está orbitando uma estrela que é mais quente e cerca de duas vezes mais massiva que o nosso sol. O exoplaneta está cerca de 92 vezes mais distante de sua estrela do que a Terra está do sol. A ampla separação deste jovem planeta de sua estrela significa que as observações da equipe serão muito menos afetadas pelo brilho intenso da estrela hospedeira. Hinkley e sua equipe planejam usar o conjunto completo de coronógrafos de Webb para visualizar este alvo.
• Companheiro de massa planetária VHS 1256b:um objeto em algum lugar ao redor do limite planeta / anã marrom, O VHS 1256b também é amplamente separado de sua estrela anã vermelha - cerca de 100 vezes a distância que a Terra está do sol. Por causa de sua ampla separação, as observações deste objeto têm muito menos probabilidade de serem afetadas pela luz indesejada da estrela hospedeira. Além da imagem de alto contraste, a equipe espera obter um dos primeiros espectros "não corrompidos" de um corpo semelhante a um planeta em comprimentos de onda onde esses objetos nunca foram estudados antes.
• Disco de detritos circunstelares:Por mais de 20 anos, cientistas têm estudado um anel de poeira e planetesimais orbitando uma jovem estrela chamada HR 4796A, que tem cerca de duas vezes a massa do nosso próprio sol. Os astrônomos acham que a maioria dos sistemas planetários provavelmente se parecia muito com HR 4796A e seu anel de detritos em seus primeiros anos, tornando este um alvo particularmente interessante para estudar. A equipe usará a imagem de alto contraste dos coronógrafos de Webb para visualizar o disco em diferentes comprimentos de onda. Seu objetivo é ver se as estruturas do disco parecem diferentes de comprimento de onda para comprimento de onda.

p Planejando o Programa

p Para planejar este programa de ciência de lançamento antecipado, Hinkley fez ao maior número possível de membros da comunidade astronômica uma pergunta simples:se você quiser planejar uma pesquisa para procurar exoplanetas, Quais são as perguntas para as quais você precisa de respostas para planejar suas pesquisas?

p "O que descobrimos foi um conjunto de observações que achamos que vai responder a essas perguntas. Vamos dizer à comunidade que é assim que Webb atua neste modo, este é o tipo de sensibilidade que temos, e esse é o tipo de contraste que alcançamos. E precisamos mudar isso rapidamente e informar a comunidade para que eles possam preparar suas propostas de verdade, muito rapidamente. "

p A equipe está animada para ver seus alvos em comprimentos de onda nunca antes detectados, e para compartilhar seus conhecimentos. De acordo com Biller, "Pudemos ver anos atrás que, para alguns dos planetas que já descobrimos, Webb seria realmente transformador. "

p O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório de ciências espaciais do mundo quando for lançado em 2021. Webb resolverá mistérios em nosso sistema solar, olhe além, para mundos distantes ao redor de outras estrelas, e sondar as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e Agência Espacial Canadiana.