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O Telescópio Espacial James Webb observou o exoplaneta WASP-80 b enquanto este passava em frente e atrás da sua estrela hospedeira, revelando espectros indicativos de uma atmosfera contendo gás metano e vapor de água. Embora o vapor de água tenha sido detectado em mais de uma dúzia de planetas até o momento, até recentemente, o metano – uma molécula encontrada em abundância nas atmosferas de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno dentro do nosso sistema solar – permaneceu indescritível nas atmosferas dos exoplanetas em trânsito. quando estudado com espectroscopia baseada no espaço.
Taylor Bell, do Bay Area Environmental Research Institute (BAERI), que trabalha no Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia, e Luis Welbanks, da Arizona State University, nos contam mais sobre a importância da descoberta de metano em atmosferas de exoplanetas e discutem como as observações de Webb facilitaram a identificação desta molécula há muito procurada. Essas descobertas foram publicadas recentemente na Nature .
“Com uma temperatura de cerca de 825 Kelvin (cerca de 1.025 graus Fahrenheit), WASP-80 b é o que os cientistas chamam de ‘Júpiter quente’, que são planetas semelhantes em tamanho e massa ao planeta Júpiter em nosso sistema solar , mas têm um temperatura que está entre a de Júpiteres quentes, como o HD 209458 b de 1.450 K (2.150-F) (o primeiro exoplaneta em trânsito descoberto), e Júpiteres frios, como o nosso, que tem cerca de 125 K (-235 F).”
“WASP-80 b gira em torno da sua estrela anã vermelha uma vez a cada três dias e está situado a 163 anos-luz de distância de nós, na constelação de Áquila. Como o planeta está tão perto da sua estrela e ambos estão tão longe de nós, podemos Não podemos ver o planeta diretamente, mesmo com os telescópios mais avançados como o Webb. Em vez disso, os pesquisadores estudam a luz combinada da estrela e do planeta usando o método de trânsito (que tem sido usado para descobrir a maioria dos exoplanetas conhecidos) e o método do eclipse.
“Usando o método de trânsito, observamos o sistema quando o planeta se movia na frente de sua estrela da nossa perspectiva, fazendo com que a luz estelar que víamos diminuísse um pouco. É como quando alguém passa na frente de uma lâmpada e a luz diminui. .”
“Durante este tempo, um fino anel da atmosfera do planeta em torno da fronteira dia/noite do planeta é iluminado pela estrela, e em certas cores de luz onde as moléculas na atmosfera do planeta absorvem luz, a atmosfera parece mais espessa e bloqueia mais luz estelar. , causando um escurecimento mais profundo em comparação com outros comprimentos de onda onde a atmosfera parece transparente. Este método ajuda cientistas como nós a entender do que é feita a atmosfera do planeta, vendo quais cores de luz estão sendo bloqueadas.”
“Para validar nossas descobertas, usamos métodos estatísticos robustos para avaliar a probabilidade de nossa detecção ser ruído aleatório. Em nosso campo, consideramos o ‘padrão ouro’ algo chamado de ‘detecção de 5 sigma’, ou seja, as chances de detecção causados por ruído aleatório são de 1 em 1,7 milhão. Enquanto isso, detectamos metano em 6,1 sigma nos espectros de trânsito e eclipse, o que define as chances de uma detecção espúria em cada observação em 1 em 942 milhões, ultrapassando o 5-sigma ‘padrão ouro’ e reforçando nossa confiança em ambas as detecções.”
“Outra coisa que nos entusiasma com esta descoberta é a oportunidade de finalmente comparar planetas fora do nosso sistema solar com os que estão nele. A NASA tem um histórico de enviar naves espaciais aos gigantes gasosos do nosso sistema solar para medir a quantidade de metano e outros moléculas em suas atmosferas. Agora, ao medir o mesmo gás em um exoplaneta, podemos começar a realizar uma comparação “maçã com maçã” e ver se as expectativas do sistema solar correspondem ao que vemos fora dele. ”
“Finalmente, à medida que olhamos para futuras descobertas com Webb, este resultado mostra-nos que estamos à beira de descobertas mais emocionantes. Observações adicionais MIRI e NIRCam de WASP-80 b com Webb permitir-nos-ão sondar as propriedades da atmosfera em diferentes comprimentos de onda de luz. Nossas descobertas nos levam a pensar que seremos capazes de observar outras moléculas ricas em carbono, como o monóxido de carbono e o dióxido de carbono, o que nos permitirá pintar um quadro mais abrangente das condições na atmosfera deste planeta . ”
FONTE:
https://phys.org/news/2023-11-webb-methane-exoplanet-atmosphere.html
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06687-0
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