Confirmado a Existência de Água na Atmosfera do Exoplaneta HR 8799c

Por Ned Oliveira

Astrônomos reuniram alguns dos melhores dados sobre a composição de um planeta conhecido como HR 8799c – um jovem planeta gigante de gás com cerca de 7 vezes a massa de Júpiter que orbita sua estrela a cada 200 anos.

A equipe usou instrumentos de última geração no Observatório WM Keck, em Maunakea, Havaí, para confirmar a existência de água na atmosfera do planeta, bem como a falta de metano.

Enquanto outros pesquisadores já haviam feito medições semelhantes deste planeta, esses dados novos e mais precisos demonstram o poder de combinar espectroscopia de alta resolução com uma técnica conhecida como óptica adaptativa, que corrige o efeito de desfoque da atmosfera da Terra.

“Esse tipo de tecnologia é exatamente o que queremos usar no futuro para procurar sinais de vida em um planeta parecido com a Terra. Ainda não chegamos lá, mas estamos marchando à frente”, diz Dimitri Mawet, professor associado de astronomia. na Caltech e um pesquisador do JPL, que a Caltech administra para a NASA.

Mawet é co-autor de um novo artigo sobre as descobertas publicadas no Astronomical Journal . O principal autor é Ji Wang, ex-aluno de pós-doutorado na Caltech e agora professor assistente na Ohio State University.

Tirar fotos de planetas que orbitam outras estrelas – exoplanetas – é uma tarefa formidável. A luz das estrelas hospedeiras supera os planetas, tornando-os difíceis de ver.

Mais de uma dúzia de exoplanetas foram diretamente fotografados até agora, incluindo HR 8799c e três de seus companheiros planetários. Na verdade, o HR 8799 é o único sistema de múltiplos planetas a ter sua foto tirada. Descobertas usando óptica adaptativa no telescópio Keck II, as imagens diretas do HR 8799 são o primeiro de um sistema planetário orbitando uma estrela diferente do nosso Sol.

Uma vez obtida uma imagem, os astrônomos podem usar instrumentos, chamados espectrômetros, para quebrar a luz do planeta, como um prisma transformando a luz do sol em um arco-íris, revelando assim as impressões digitais de produtos químicos. Até agora, esta estratégia tem sido usada para aprender sobre as atmosferas de vários exoplanetas gigantes.

O próximo passo é fazer a mesma coisa para planetas menores que estão mais próximos de suas estrelas (quanto mais próximo o planeta estiver de sua estrela e quanto menor seu tamanho, mais difícil será ver).

O objetivo final é procurar substâncias químicas nas atmosferas de planetas semelhantes à Terra que orbitam na “zona habitável” da estrela – incluindo quaisquer bio-assinaturas que possam indicar vida, como água, oxigênio e metano.

O grupo de Mawet espera fazer exatamente isso com um instrumento do 
Thirty Meter Telescope (TMT), um telescópio gigante que está sendo planejado para o final dos anos 2020 por vários parceiros, incluindo o Caltech. O TMT é uma nova classe de telescópios extremamente grandes que nos permitirá ver mais profundamente no espaço e observar objetos cósmicos com uma sensibilidade sem precedentes.

Mas, por enquanto, os cientistas estão aperfeiçoando sua técnica usando o Observatório Keck – e, no processo, aprendendo sobre as composições e a dinâmica de planetas gigantes.

“Agora, com Keck, já podemos aprender sobre a física e a dinâmica desses gigantes planetas exóticos, que não são nada como nossos próprios planetas do sistema solar”, diz Wang.

No novo estudo, os pesquisadores usaram um instrumento no telescópio Keck II chamado NIRSPEC, um espectrômetro de alta resolução que funciona em luz infravermelha.

Eles acoplaram o instrumento com a poderosa óptica adaptativa do Keck Observatory, um método para criar imagens mais nítidas usando uma estrela guia no céu como um meio de medir e corrigir a turbulência da atmosfera da Terra.

Esta é a primeira vez que a técnica foi demonstrada em planetas diretamente fotografados usando o que é conhecido como banda L, um tipo de luz infravermelha com um comprimento de onda de cerca de 3,5 micrômetros, e uma região do espectro com muitas impressões digitais detalhadas.

“A banda L já passou despercebida porque o céu é mais brilhante neste comprimento de onda”, diz Mawet. “Se você fosse um alienígena com olhos afinados na banda L, você veria um céu extremamente brilhante. É difícil ver exoplanetas através desse véu.”

Os pesquisadores dizem que a adição de lentes adaptativas tornou a banda L mais acessível para o estudo do planeta HR 8799c. Em seu estudo, eles fizeram as medições mais precisas ainda dos constituintes atmosféricos do planeta, confirmando que ele tem água e não tem metano como se pensava anteriormente.

“Estamos agora mais certos sobre a falta de metano neste planeta”, diz Wang. “Isso pode ser devido à mistura na atmosfera do planeta. O metano, que esperamos estar lá na superfície, poderia ser diluído se o processo de convecção estiver trazendo camadas mais profundas do planeta que não têm metano.”

A banda L também é boa para fazer medições da relação carbono-oxigênio de um planeta – um marcador de onde e como um planeta se forma. Os planetas se formam a partir de discos giratórios de material ao redor de estrelas, especificamente de uma mistura de hidrogênio, oxigênio e moléculas ricas em carbono, como água, monóxido de carbono e metano.

Essas moléculas congelam dos discos que formam o planeta a diferentes distâncias da estrela – em limites chamados de linhas de neve. Medindo a razão carbono-oxigênio do planeta, os astrônomos podem aprender sobre suas origens.

A equipe de Mawet está se preparando para ligar seu mais novo instrumento no Keck Observatory, chamado Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC). Ele também usará óptica adaptativa com ajuda de espectroscopia de alta resolução, mas pode ver planetas mais fracos que HR 8799c e mais próximos de suas estrelas.

“O KPIC é um trampolim para o nosso futuro instrumento de telescópio de trinta metros”, diz Mawet. “Por enquanto, estamos aprendendo muito sobre a miríade de formas em que os planetas do nosso universo se formam.”

Fonte: https://phys.org/news/2018-11-exoplanet-stones.html#jCp

Artigo original:
spacetoday.com.br