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04 de June de 2020

ATMOSFERA

Nova técnica permitirá encontrar exoplanetas ricos em oxigênio com mais rapidez

08/01/2020 | 08h56min

Os cientistas esperam fazer grandes descobertas quando o telescópio espacial James Webb estiver ativo, e uma delas é encontrar sinais de vida em outros planetas. Para detectar bioassinaturas, será necessário “enxergar” a atmosfera desses mundos em busca de elementos essenciais à vida, tais como oxigênio. Mas o que o telescópio James Webb deve procurar para saber se um planeta tem a quantidade certa de oxigênio?

Em um novo estudo, pesquisadores encontraram uma maneira de detectar rapidamente o oxigênio em planetas: eles identificaram um forte sinal que as moléculas de oxigênio produzem quando colidem. De acordo com os cientistas, o Webb deve ser capaz de detectar esse sinal na atmosfera dos exoplanetas.

Thomas Fauchez, principal autor do estudo publicado na revista Nature Astronomy, disse que antes de seu trabalho o oxigênio em níveis semelhantes aos da Terra seria “indetectável com Webb”. No entanto, o estudo oferece uma “maneira promissora de detectá-lo em sistemas planetários próximos”. Esse sinal, diz Fauchez, “é conhecido desde o início dos anos 1980 nos estudos atmosféricos da Terra, mas nunca foi estudado para pesquisas com exoplanetas”.

Para o estudo, os pesquisadores usaram um modelo de computador para simular essa assinatura de oxigênio em um ambiente com as condições atmosféricas de um exoplaneta em torno de uma anã M – o tipo mais comum de estrela no universo, muito mais ativas que o Sol, e que geram uma luz ultravioleta intensa.

Imagem conceitual de um exoplaneta com presença de água (à esquerda) e um seco (à direita), ambos com atmosferas ricas em oxigênio. Os objetos que se parecem luas crescentes são outros planetas no sistema, e a esfera vermelha é uma estrela anã M em torno da qual os exoplanetas orbitam. O exoplaneta seco está mais próximo da estrela, então a estrela parece maior (Imagem: NASA/GSFC/Friedlander-Griswold)

A simulação revelou como as cores dos componentes da luz da estrela mudariam quando o planeta passasse à sua frente, em caso de presença de oxigênio. É que quando as moléculas de oxigênio colidem umas com as outras, ou com outras moléculas, a energia da colisão faz com que a luz infravermelha seja absorvida pelo oxigênio. Essa luz é invisível aos olhos, mas detectável pelos instrumentos de telescópios como o James Webb.

Oxigênio abundante na atmosfera de um exoplaneta não significa necessariamente que exista vida por lá, mas pode indicar que houve muita presença de água. Dependendo da facilidade com que Webb detecta esse sinal, podemos ter uma ideia das possibilidades de que o planeta seja habitável, de acordo com Ravi Kopparapu, co-autor do artigo. Se o telescópio detecta esse sinal com certa facilidade, “significa que o planeta possui uma atmosfera de oxigênio muito densa e pode ser inabitável”.

Esse sinal é tão forte que também pode dizer aos astrônomos se os planetas ao redor de estrelas anãs M têm atmosfera usando apenas algumas observações com o James Webb. Isso será de grande importancia “para entender as interações estrela-planeta em torno dessas estrelas abundantes, mas ativas”, diz Fauchez. Em contrapartida, as anãs M são escuras, então os exoplanetas deverão estar relativamente próximos para que Webb detecte mais rapidamente esse sinal nas suas atmosferas.


Olhar Digital

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