p Os pesquisadores usarão o telescópio espacial James Webb da NASA para estudar Beta Pictoris, um jovem sistema planetário intrigante que ostenta pelo menos dois planetas, uma confusão de menores, corpos rochosos, e um disco empoeirado. Seus objetivos incluem obter uma melhor compreensão das estruturas e propriedades da poeira para melhor interpretar o que está acontecendo no sistema. Uma vez que está a apenas 63 anos-luz de distância e repleto de poeira, ele parece brilhante na luz infravermelha - e isso significa que há muitas informações para Webb coletar. p Beta Pictoris é o alvo de vários programas planejados de observação Webb, incluindo um liderado por Chris Stark do Goddard Space Flight Center da NASA e dois liderados por Christine Chen do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland. O programa de Stark irá obter uma imagem direta do sistema após bloquear a luz da estrela para reunir uma série de novos detalhes sobre sua poeira. Os programas de Chen coletarão espectros, que espalha a luz como um arco-íris para revelar quais elementos estão presentes. Todos os três programas de observação irão adicionar detalhes críticos ao que se sabe sobre este sistema próximo.

p Primeiro, uma revisão do que sabemos

p Beta Pictoris tem sido estudado regularmente no rádio, infravermelho, e luz visível desde os anos 1980. A própria estrela tem o dobro da massa do nosso Sol e é um pouco mais quente, mas também significativamente mais jovem. (O Sol tem 4,6 bilhões de anos, mas Beta Pictoris tem aproximadamente 20 milhões de anos.) Neste estágio, a estrela é estável e hospeda pelo menos dois planetas, que são muito mais massivos do que Júpiter. Mas este sistema planetário é notável porque é onde os primeiros exocometas (cometas em outros sistemas) foram descobertos. Há muitos corpos girando em torno desse sistema!

p Como nosso próprio sistema solar, Beta Pictoris tem um disco de detritos, que inclui cometas, asteróides, rochas de vários tamanhos, e muita poeira em todas as formas que orbitam a estrela. (Um disco de detritos é muito mais jovem e pode ser mais massivo do que o Cinturão de Kuiper do nosso sistema solar, que começa perto da órbita de Netuno e é onde muitos cometas de curto período se originam.)

p Esse anel externo de poeira e detritos também é onde ocorre muita atividade. Seixos e pedras podem estar colidindo e se quebrando em pedaços bem menores - espalhando bastante poeira.

p Examinando este sistema planetário

p A equipe de Stark usará os coronógrafos de Webb, que bloqueiam a luz da estrela, para observar as porções fracas do disco de detritos que circundam todo o sistema. "Sabemos que existem dois planetas massivos em torno de Beta Pictoris, e mais longe há um cinturão de pequenos corpos que estão colidindo e se fragmentando, "Stark explicou." Mas o que há entre? Quão semelhante é este sistema com o nosso sistema solar? A poeira e o gelo de água do cinturão externo eventualmente podem chegar à região interna do sistema? Esses são detalhes que podemos ajudar a esclarecer com Webb. "

p As imagens de Webb permitirão aos pesquisadores estudar como os pequenos grãos de poeira interagem com os planetas que estão presentes naquele sistema. Mais, Webb irá detalhar toda a poeira fina que sai desses objetos, permitindo aos pesquisadores inferir a presença de corpos rochosos maiores e qual sua distribuição no sistema. Eles também avaliarão cuidadosamente como a poeira espalha a luz e reabsorve e reemite luz quando está quente, permitindo-lhes restringir do que o pó é feito. Ao catalogar as especificidades da Beta Pictoris, os pesquisadores também avaliarão o quão semelhante este sistema é ao nosso sistema solar, ajudando-nos a entender se o conteúdo do nosso sistema solar é único.

p Isabel Rebollido, um membro da equipe e pesquisador de pós-doutorado no STScI, já está construindo modelos complexos de Beta Pictoris. O primeiro modelo combina dados existentes sobre o sistema, incluindo rádio, próximo ao infravermelho, infravermelho distante, e luz visível de observatórios baseados no espaço e no solo. Em tempo, ela adicionará as imagens de Webb para fazer uma análise mais completa.

p O segundo modelo apresentará apenas os dados de Webb - e será o primeiro a ser explorado. "A luz que Webb observará é simétrica?" Perguntou Rebollido. "Ou há 'saliências' de luz aqui e ali porque há um acúmulo de poeira? Webb é muito mais sensível do que qualquer outro telescópio espacial e nos dá a chance de procurar por essa evidência, bem como vapor de água, onde sabemos que há gás. "

p Poeira como um anel decodificador

p Pense no disco de detritos de Beta Pictoris como um muito ocupado, autoestrada elíptica - exceto uma onde não existem muitas regras de trânsito. As colisões entre cometas e rochas maiores podem produzir partículas finas de poeira que, subsequentemente, se espalham por todo o sistema.

p "Depois dos planetas, acredita-se que a maior parte da massa no sistema Beta Pictoris esteja em planetesimais menores que não podemos observar diretamente, "Chen explicou." Felizmente, podemos observar a poeira deixada para trás quando os planetesimais colidem. "

p É nessa poeira que a equipe de Chen concentrará suas pesquisas. Qual é a aparência dos menores grãos de poeira? Eles são compactos ou fofos? Do que eles são feitos?

p "Vamos analisar os espectros de Webb para mapear os locais de poeira e gás - e descobrir quais são suas composições detalhadas, "Chen explicou." Os grãos de poeira são 'impressões digitais' de planetesimais que não podemos ver diretamente e podem nos dizer do que esses planetesimais são feitos e como se formaram. " Os planetesimais são ricos em gelo como os cometas do nosso sistema solar? Existem sinais de colisões de alta velocidade entre planetesimais rochosos? Analisar claramente se os grãos em uma região são mais sólidos ou fofos do que outra ajudará os pesquisadores a entender o que está acontecendo com a poeira, e mapear as diferenças sutis na poeira em cada região.

p "Estou ansioso para analisar os dados de Webb, pois eles fornecerão detalhes requintados, "adicionou Cicero X. Lu, um membro da equipe e um Ph.D. do quarto ano. estudante da Universidade Johns Hopkins em Baltimore. "Webb nos permitirá identificar mais elementos e apontar suas estruturas precisas."

p Em particular, há uma nuvem de monóxido de carbono na borda do disco que interessa muito a esses pesquisadores. É assimétrico e tem uma forma irregular, lado blobby. Uma teoria é que as colisões liberaram poeira e gás de grandes, corpos gelados para formar esta nuvem. Os espectros de Webb os ajudarão a construir cenários que explicam sua origem.

p O alcance do infravermelho

p Esses programas de pesquisa só são possíveis porque Webb foi projetado para fornecer nítido, detalhes de alta resolução em luz infravermelha. O observatório é especializado em coletar luz infravermelha - que viaja através do gás e da poeira - tanto com imagens quanto espectros. Webb também tem outra vantagem - sua posição no espaço. Webb não será prejudicado pela atmosfera da Terra, que filtra alguns tipos de luz, incluindo várias bandas de comprimento de onda infravermelho. Este observatório permitirá aos pesquisadores reunir uma gama mais completa de luz infravermelha e dados sobre o Beta Pictoris pela primeira vez.

p Esses estudos serão conduzidos como parte dos programas Webb Guaranteed Time Observations (GTO) e General Observers (GO). Os programas GTO são liderados por cientistas que ajudaram a desenvolver os principais componentes de hardware e software ou conhecimento técnico e interdisciplinar para o observatório. Os programas GO são selecionados competitivamente usando um sistema de revisão anônimo duplo, o mesmo sistema que é usado para alocar tempo no Telescópio Espacial Hubble.