doi.org/10.1038/s41550-023-02140-4
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#Exoplanetas
Cientistas fizeram um avanço significativo na simulação de condições nebulosas em exoplanetas ricos em água, oferecendo novos conhecimentos sobre os desafios da observação destes mundos distantes na procura de vida extraterrestre.
Os pesquisadores simularam com sucesso condições que permitem a formação de céus nebulosos em exoplanetas ricos em água. Este é um passo crucial para determinar como a nebulosidade atrapalha as observações dos telescópios terrestres e espaciais.
Novas ferramentas para estudo de exoplanetas
A investigação oferece novas ferramentas para estudar a química atmosférica dos exoplanetas e ajudará os cientistas a modelar como os exoplanetas aquáticos se formam e evoluem, descobertas que poderão ajudar na procura de vida para além do nosso sistema solar.
“O panorama geral é se existe vida fora do Sistema Solar, mas tentar responder a esse tipo de questão requer uma modelação realmente detalhada de todos os tipos diferentes, especificamente em planetas com muita água”, disse a co-autora Sarah Hörst, da Johns Hopkins. professor associado de ciências da Terra e planetárias. “Este tem sido um enorme desafio porque simplesmente não temos o trabalho de laboratório para fazer isso, então estamos tentando usar essas novas técnicas de laboratório para tirar mais proveito dos dados que estamos coletando com todos esses grandes telescópios sofisticados.”
A equipe publicou suas descobertas em 27 de novembro na revista Nature Astronomy.
Trabalho de laboratório inovador
O fato de a atmosfera de um planeta conter neblina ou outras partículas tem uma influência marcante nas temperaturas globais, nos níveis de luz estelar que chegam e noutros fatores que podem impedir ou fomentar a atividade biológica, disseram os investigadores.
A equipe realizou os experimentos em uma câmara personalizada no laboratório de Hörst. Eles são os primeiros a determinar quanta neblina pode se formar em planetas aquáticos além do sistema solar, disse Hörst.
A neblina consiste em partículas sólidas suspensas em um gás e altera a forma como a luz interage com esse gás. Diferentes níveis e tipos de neblina podem afetar a forma como as partículas se espalham pela atmosfera, mudando o que os cientistas podem detectar sobre planetas distantes com telescópios.
Desafios na observação de exoplanetas
“A água é a primeira coisa que procuramos quando tentamos ver se um planeta é habitável, e já existem observações emocionantes de água nas atmosferas de exoplanetas. Mas as nossas experiências e modelos sugerem que estes planetas provavelmente também contêm neblina”, disse Chao He, cientista planetário que liderou a investigação na Johns Hopkins. “Esta neblina realmente complica as nossas observações, pois obscurece a nossa visão da química atmosférica e das características moleculares de um exoplaneta.”
Os cientistas estudam exoplanetas com telescópios que observam como a luz passa através da sua atmosfera, identificando como os gases atmosféricos absorvem diferentes matizes ou comprimentos de onda dessa luz. Observações distorcidas podem levar a erros de cálculo das quantidades de substâncias importantes no ar, como água e metano, e do tipo e níveis de partículas na atmosfera. Tais interpretações erradas podem prejudicar as conclusões dos cientistas sobre as temperaturas globais, a espessura da atmosfera e outras condições planetárias, disse Hörst.
Simulando atmosferas exoplanetárias
A equipe inventou duas misturas de gases contendo vapor de água e outros compostos que se acredita serem comuns em exoplanetas. Eles irradiaram essas misturas com luz ultravioleta para simular como a luz de uma estrela iniciaria as reações químicas que produzem partículas de neblina. Eles então mediram a quantidade de luz que as partículas absorveram e refletiram para entender como elas interagiriam com a luz na atmosfera.
Os novos dados correspondem às assinaturas químicas de um exoplaneta bem estudado chamado GJ 1214 b com mais precisão do que pesquisas anteriores, demonstrando que neblinas com propriedades ópticas diferentes podem levar a interpretações erradas da atmosfera de um planeta.
Direções de pesquisas futuras
As atmosferas alienígenas podem ser muito diferentes daquelas do nosso sistema solar, disse Hörst, acrescentando que existem mais de 5.000 exoplanetas confirmados com químicas atmosféricas variadas.
A equipe está agora trabalhando para criar mais “análogos” de neblina feitos em laboratório com misturas de gases que representem com mais precisão o que eles veem com os telescópios.
“As pessoas poderão usar esses dados ao modelar essas atmosferas para tentar entender coisas como como é a temperatura na atmosfera e na superfície daquele planeta, se existem nuvens, a que altura elas são e como são feitas. de, ou quão rápido os ventos vão”, disse Hörst. “Todos esses tipos de coisas podem nos ajudar a realmente focar nossa atenção em planetas específicos e tornar nossos experimentos únicos, em vez de apenas executar testes generalizados ao tentar entender o quadro geral.”
Publicado em 15/12/2023 09h08
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