Perspectivas para a detecção de vapor de água nas atmosferas de exoplanetas rochosos temperados e áridos em torno de estrelas anãs M

Representação esquemática dos múltiplos estados de equilíbrio climático úmido em planetas áridos em rotação síncrona quando a água da superfície é aprisionada pela tropopausa subestelar como um oásis subestelar (a), totalmente evaporada na atmosfera em um estado climático de estufa pós-fuga (b), e é aprisionado pela superfície do lado noturno como calotas polares (c). O eixo vertical representa a força de aprisionamento de frio entre a superfície do lado noturno e a tropopausa subestelar. O ciclo hidrológico é dominado pela armadilha fria na superfície do lado noturno quando α 1 e na tropopausa subestelar quando α 1.

A detecção de vapor de água na atmosfera de exoplanetas rochosos temperados seria um marco importante no caminho para a caracterização da habitabilidade de exoplanetas.

Trabalhos de modelagem anteriores mostraram que a formação de nuvens pode impedir a detecção de vapor de água em planetas semelhantes à Terra com oceanos de superfície usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST). Aqui analisamos o potencial de detecção atmosférica de H2O em uma classe diferente de alvos: planetas áridos. Usando simulações de espectro de trânsito, mostramos que o H2O atmosférico pode ser mais fácil de ser detectado em planetas áridos com depósitos de gelo aprisionados na superfície, porque esses planetas não possuem nuvens espessas de H2O que limitam a profundidade de trânsito de características espectrais.

No entanto, fatores adicionais, como sobreposição de bandas com CO2 e outros gases, extinção por poeira mineral, sobreposição de linhas de H2O estelares e planetárias e o piso de ruído final obtido pelo JWST ainda representam desafios importantes. Por esta razão, a combinação de observações espectroscópicas espaciais e terrestres será essencial para a detecção confiável de H2O em exoplanetas rochosos no futuro.

Publicado em 26/01/2022 16h23

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