Uma colaboração internacional de astrônomos do Centro de Astrobiologia do Japão e da Queen's University de Belfast, que incluem pesquisadores do Trinity College (Dublin), detectou uma nova assinatura química na atmosfera de um exoplaneta.
© Astrobiology Center (ilustração do exoplaneta WASP-33b)
O radical hidroxila (OH, também chamado oxidrila) foi descoberto no lado diurno do exoplaneta WASP-33b. Este planeta é chamado um "Júpiter ultraquente", um gigante gasoso que orbita a sua estrela hospedeira muito mais perto do que Mercúrio orbita o Sol e, portanto, atinge temperaturas atmosféricas de mais de 2.500º C.
Na atmosfera da Terra, a hidroxila é produzida principalmente pela reação do vapor de água com o oxigênio atômico. É um chamado "detergente atmosférico" e desempenha um papel crucial na atmosfera da Terra para purgar gases poluentes que podem ser perigosos para a vida (por exemplo, metano, monóxido de carbono).
Num planeta muito maior e mais quente como WASP-33b, onde já foi detectado sinais de ferro e do gás óxido de titânio, o OH desempenha um papel fundamental na determinação da química da atmosfera por meio de interações com o vapor de água e com o monóxido de carbono. Pensa-se que a maioria do OH na atmosfera de WASP-33b tenha sido produzida pela destruição do vapor de água devido à temperatura extremamente alta.
Para fazer esta descoberta, a equipe usou o instrumento IRD (InfraRed Doppler) acoplado ao telescópio Subaru de 8,2 metros localizado no cume do Maunakea no Havaí (a cerca de 4.200 m acima do nível do mar). Este novo instrumento pode detectar átomos e moléculas por meio de características de absorção escura sobrepostos no espectro que são emitidas por estrelas e planetas.
Conforme o planeta orbita a sua estrela hospedeira, a sua velocidade relativa em relação à Terra muda com o tempo. Assim como a sirene de uma ambulância ou o rugido do motor de um carro de corrida muda de tom enquanto passa por nós, as frequências da luz destas impressões digitais espectrais mudam com a velocidade do planeta. Isto permite-nos separar o sinal do planeta da sua brilhante estrela hospedeira, que normalmente ofusca tais observações, apesar dos telescópios modernos não serem nem de longe poderosos o suficiente para captar imagens diretas destes "Júpiteres quentes".
O Dr. Neale Gibson, professor assistente do Trinity College (Dublin), explicou: "A ciência dos exoplanetas é relativamente nova e um objetivo principal da astronomia moderna é explorar sua atmosfera e, eventualmente, procurar exoplanetas parecidos com a Terra. Cada descoberta de novas espécies atmosféricas melhora ainda mais a nossa compreensão dos exoplanetas, as técnicas necessárias para estudar as suas atmosferas e aproxima-nos deste objetivo."
Ao aproveitar as capacidades únicas do IRD, os astrônomos foram capazes de detectar o minúsculo sinal de hidroxila na atmosfera do planeta. O IRD é o melhor instrumento para estudar a atmosfera de um exoplaneta no infravermelho.
"Estas técnicas de caracterização atmosférica de exoplanetas ainda são aplicáveis apenas a planetas muito quentes, mas gostaríamos de desenvolver instrumentos e técnicas que nos permitem aplicar estes métodos a planetas mais frios e, finalmente, a uma segunda Terra," diz o Dr. Hajime Kawahara, professor assistente da Universidade de Tóquio. O professor Chris Watson, da Queen's University de Belfast, coautor do estudo, continua:
Embora o WASP-33b possa ser um planeta gigante, estas observações são o ambiente de teste para instalações de próxima geração como o TMT (Thirty Meter Telescope) e o ELT (Extremely Large Telescope) na procura por bioassinaturas em mundos menores e potencialmente rochosos, o que pode fornecer pistas para uma das questões mais antigas da humanidade: "Estamos sozinhos?"
Fonte: National Astronomical Observatory of Japan
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