fevereiro 4, 2023

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Acabamos de obter a visão mais detalhada da atmosfera de um exoplaneta ainda

WASP-39b, um gigante gasoso a cerca de 700 anos-luz de distância, revelou-se um tesouro exoplaneta.

No início deste ano, WASP-39b foi o assunto Primeira descoberta de todos os tempos de dióxido de carbono na atmosfera de um planeta fora do sistema solar.

Agora, a análise aprofundada dos dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST) nos deu uma mina de ouro absoluta de informações: a visão mais detalhada da atmosfera de um exoplaneta até o momento.

As descobertas incluem informações sobre as nuvens do WASP-39b, a primeira detecção direta de fotoquímica na atmosfera de um exoplaneta e um inventário quase completo do conteúdo químico da atmosfera que revela dicas tentadoras da história de formação do exoplaneta.

Essas descobertas épicas foram publicadas em cinco artigos naturezae abre caminho para a divulgação final das assinaturas químicas da vida fora do sistema solar.

Essas primeiras observações são um prenúncio de uma ciência ainda mais surpreendente que virá com o JWST. diz a astrofísica Laura KreidbergDiretor do Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha.

“Colocamos o telescópio à prova para testes de desempenho e ele foi quase perfeito – ainda melhor do que esperávamos.”

Desde a descoberta dos primeiros exoplanetas no início dos anos 1990, procuramos aprender mais sobre esses mundos que orbitam estrelas alienígenas.

Mas os desafios eram severos. Os exoplanetas podem ser muito pequenos e muito distantes. Nunca vimos a maioria deles: só sabemos de sua existência com base em sua influência em suas estrelas hospedeiras.

Um desses efeitos ocorre quando um exoplaneta passa entre nós e a estrela, um evento conhecido como trânsito. Isso escurece ligeiramente a luz das estrelas; Eventos de escurecimento periódicos indicam a presença de um objeto em órbita. Podemos até calcular o tamanho desse objeto em órbita, com base no escurecimento e nos efeitos gravitacionais da estrela.

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E mais uma coisa podemos dizer, com base nos dados de transferência. Quando a luz das estrelas passa pela atmosfera de um exoplaneta que passa, ela muda. Alguns comprimentos de onda no espectro são mais escuros ou brilhantes, dependendo de como as moléculas na atmosfera absorvem e reemitem a luz.

O sinal é fraco, mas com um telescópio poderoso o suficiente e um conjunto de trânsitos, as mudanças nas características de absorção e emissão no espectro podem ser decodificadas para determinar o conteúdo atmosférico de um exoplaneta.

O JWST é o telescópio espacial mais poderoso já lançado. Com três de seus quatro instrumentos, obteve espectros infravermelhos detalhados da estrela WASP-39. Então os cientistas começaram a analisar os códigos de cores.

Primeiro foi uma lista de partículas na atmosfera do WASP-39b. Além do acima Dióxido de carbonoOs pesquisadores detectaram vapor de água, sódio e monóxido de carbono. Nenhum metano foi detectado, o que significa que a metalicidade do WASP-39b é maior do que a encontrada na Terra.

Também revela a abundância desses elementos. Em particular, a proporção de carbono para oxigênio indica que o exoplaneta se formou mais longe de sua estrela hospedeira do que de sua atual localização próxima, ocupando uma órbita de quatro dias. E os dados de modelagem e observação indicam que os céus do exoplaneta são preenchidos por nuvens fraturadas – não de água, mas de silicatos e sulfatos.

Finalmente, as observações revelaram a presença de um composto chamado dióxido de enxofre. Aqui no sistema solar, em mundos rochosos como Vênus e lua joviana ayoO dióxido de enxofre é o resultado da atividade vulcânica. Mas nos mundos gasosos, o dióxido de enxofre tem uma história de origem diferente: é produzido quando o sulfeto de hidrogênio é decomposto pela luz em seus componentes, e o enxofre resultante é oxidado.

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As reações químicas causadas por um fóton são conhecidas como fotoquímicae tem implicações para a habitabilidade, estabilidade atmosférica e composição do aerossol.

Para ser claro, é improvável que WASP-39b seja habitável para a vida como a conhecemos por uma série de razões, incluindo, mas não se limitando a, sua temperatura escaldante e composição gasosa, mas a descoberta da fotoquímica tem implicações para estudos das atmosferas de outros mundos e entender a evolução do próprio WASP-39b.

Os cientistas planetários estão se preparando há anos para obter informações sobre as atmosferas que o JWST deveria fornecer. Com a primeira análise detalhada da atmosfera fora do sistema solar, parece que o telescópio espacial cumprirá sua promessa.

Além disso, as equipes envolvidas nesta pesquisa estão preparando documentação para que outros cientistas possam aplicar suas técnicas em futuras observações de exoplanetas JWST.

Podemos não detectar as assinaturas de vida na atmosfera de um exoplaneta com o JWST – talvez um telescópio mais poderoso seja necessário para renderizar esse nível de detalhes finos – mas com o WASP-39b analisado, essa descoberta parece ainda mais emocionante. .

dados como este, diz a astrônoma Natalie Batalha Da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, “A Game Changer”.

A pesquisa será publicada natureza Pode ser lido em edições pré-impressas por aquiE a por aquiE a por aquiE a por aquiE as por aqui.