O telescópio espacial James Webb encontrou evidências definitivas de dióxido de carbono na atmosfera de um planeta gigante gasoso em órbita de uma estrela semelhante ao Sol a 700 anos-luz de distância.
O resultado fornece importantes conhecimentos sobre a composição e formação do planeta e é indicativo da capacidade do Webb em também detectar e medir dióxido de carbono nas atmosferas mais finas de planetas rochosos de menor dimensão.
O WASP-39 b é um quente gigante gasoso com uma massa aproximadamente um-quarto da de Júpiter (aproximadamente a mesma que Saturno) e um diâmetro 1,3 vezes superior ao de Júpiter. É um planeta "inchado" devido, em parte, à sua temperatura elevada (cerca de 900º C). Ao contrário dos gigantes de gás mais compactos e frios no nosso Sistema Solar, o WASP-39 b orbita muito perto da sua estrela hospedeira, apenas cerca de um-oitavo da distância entre o Sol e Mercúrio. completando uma volta em pouco mais de quatro dias terrestres.
A descoberta do planeta, anunciada em 2011, baseou-se em detecções terrestres da sutil e periódica diminuição de luz da estrela hospedeira à medida que o planeta transita, ou passa em frente da estrela. Planetas em trânsito como WASP-39b, cujas órbitas observamos de lado e não de cima, podem proporcionar aos pesquisadores oportunidades ideais para sondar atmosferas planetárias. Durante um trânsito, parte da luz estelar é eclipsada completamente pelo planeta (provocando a queda de brilho) e alguma é transmitida através da atmosfera do planeta. A atmosfera filtra algumas cores mais do que outras, dependendo de fatores como a sua composição, a sua espessura e se existem ou não nuvens. Este efeito é observado na atmosfera da Terra, à medida que a cor e a qualidade da luz diurna muda, dependendo de quão nublado ou úmido está o ar, ou de onde o Sol está no céu.
Dado que diferentes gases absorvem diferentes combinações de cores, os pesquisadores podem analisar pequenas diferenças no brilho da luz transmitida através de um espectro de comprimentos de onda e assim determinar exatamente de que é composta uma atmosfera. Com a sua combinação de atmosfera inflada e trânsitos frequentes, o WASP-39 b é um alvo ideal para esta técnica, conhecida como espectroscopia de transmissão.
A equipe usou o instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb para fazer esta detecção. No espectro resultante da atmosfera exoplanetária, a pequena "colina" entre 4,1 e 4,6 micrômetros não é trivial. É a primeira evidência clara, detalhada e indiscutível de dióxido de carbono alguma vez detectada num exoplaneta.
Mesmo sem a forte característica do dióxido de carbono, este espectro seria notável. Nenhum observatório alguma vez mediu antes diferenças tão sutis no brilho de tantas cores individuais na gama de 3 a 5,5 micrômetros num espectro de transmissão exoplanetário. O acesso a esta parte do espectro é crucial para medir as abundâncias de gases como a água e o metano, bem como o dióxido de carbono, que se pensa existirem nas atmosferas de muitos tipos diferentes de exoplanetas.
Compreender a composição da atmosfera de um planeta é importante porque diz-nos algo sobre a origem do planeta e de como este evoluiu. As moléculas de dióxido de carbono são rastreadores sensíveis da história da formação planetária. Ao medir esta característica do dióxido de carbono, podemos determinar quanto material sólido e gasoso foi utilizado para formar este gigante planeta.
Na próxima década, o Webb fará esta medição para uma variedade de planetas, fornecendo informações sobre os detalhes de como os planetas se formam e sobre a singularidade do nosso próprio Sistema Solar. Estes resultados também acrescentam a análise existente realizada pelo telescópio espacial Hubble. O Webb irá complementar e ampliar estes estudos com maior resolução, maior cobertura de comprimento de onda e precisão para revelar as principais tendências nos dados que apontam para a formação e evolução destes planetas.
Fonte: Space Telescope Science Institute
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