Os cientistas do Webb não encontraram um mundo rochoso com ar. Mas agora eles têm um plano. #ÚltimasNotícias #tecnologia

Talvez surpreendentemente, a maioria das estrelas na galáxia não são sol clones, mas orbes menores de gás e plasma, conhecidas como anãs vermelhas, com cerca de metade do tamanho da estrela da Terra.

Os astrônomos já têm seus olhos postos nessas estrelas como lugares tentadores para procurar mundos habitáveis ​​há algum tempo. Elas não são apenas as estrelas mais populosas, mas seus planetas são mais fáceis de estudar de um ponto de vista prático. Os métodos atuais de detecção de atmosfera funcionam melhor quando os planetas orbitam bem perto de suas estrelas em espaço. As temperaturas relativamente mais baixas das estrelas anãs vermelhas representam uma oportunidade para que os mundos fiquem mais próximos sem serem fritos.

Apesar do potencial das anãs vermelhas, ninguém sabe ao certo se seus mundos podem ter atmosferas ou quais substâncias químicas podem estar em seu ar.

Os cientistas começarão em breve a responder a essas perguntas com a Telescópio Espacial James Webbuma parceria de NASA e suas contrapartes europeias e canadenses. Um novo programa de larga escala orçará cerca de 500 horas para observar exoplanetas rochosos orbitando pequenas estrelas vermelhas, especificamente para procurar atmosferas.

Embora a pesquisa seja designada para o quarto ciclo de pesquisa do Webb, que começa em julho próximo, as observações podem começar antes, disse Néstor Espinoza, astrônomo que lidera a equipe de implementação do programa.

“Este é um daqueles programas de alto risco e alta recompensa”, ele disse ao Mashable. “Imagine que para todos os alvos, detectamos atmosferas. Então você responde à pergunta: ‘Sim, atmosferas são muito comuns ao redor dessas estrelas. Isso significa que talvez a vida possa surgir.’ Por outro lado, se você descobrisse que nenhuma delas tem atmosferas, isso seria muito triste, mas também muito interessante. Isso significaria que nosso sistema planetário é realmente muito, muito especial.”

A maioria dos astrônomos concorda que detectar atmosferas é crucial na busca por mundos habitáveis. A NASA chamou de brincadeira a própria atmosfera da Terra de seu “cobertor de segurança”: sem ela, o tipo de vida que floresce aqui não existiria. Este casulo retém oxigênio no ar e filtra a radiação ultravioleta prejudicial do sol, tudo isso enquanto mantém nosso mundo aquecido. Além disso, ele cria pressão que permite que a água líquida se acumule na superfície.

Cientistas encontraram sinais de atmosferas ao redor de muitos dos 5.700 exoplanetas descobertos até agora, mas todos eles estão por aí planetas gigantes gasososcomo Júpitercom o ar feito principalmente de hidrogênio. A busca por um mundo mais terrestre envolto em uma atmosfera protetora até agora iludiu os astrônomos, embora Webb tenha ajudado recentemente os cientistas a encontrar algumas apostas razoáveis, como 55 Cancri e, GJ 486be LHS 1140 b.

Jennifer Lotz, que dirige as operações do Webb e do Hubble no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial em Baltimore, decidiu recentemente iniciar o estudo do exoplaneta rochoso usando o tempo livre do diretor, da mesma forma que campanhas científicas revolucionárias como a Imagens de campo profundo do Hubble deu frutos. Além do trabalho de Webb, a nova pesquisa incluirá cerca de 250 órbitas de observações ultravioleta pelo telescópio Hubble para ajudar a caracterizar a atividade das estrelas anãs vermelhas.

Velocidade da luz Mashable

O Hubble desempenhará um papel fundamental na revelação de se um desses mundos terrestres poderia mesmo segure uma atmosfera tão perto de uma estrela que a bombardeia constantemente com radiação.

“É uma mensagem linda para se colocar lá fora”, disse Espinoza. “As pessoas acham que o Webb é o sucessor do Hubble, mas isso não é verdade. Eles se complementam. É meio que o time dos sonhos perfeito para fazer esse trabalho.”

“É o tipo de equipe dos sonhos perfeita para fazer esse trabalho.”

Técnica de eclipse secundário

Desde que Webb abriu as portas, os pesquisadores têm usado frequentemente uma técnica chamada espectroscopia de transmissão para estudar exoplanetas. Quando esses mundos cruzam na frente de sua estrela hospedeira, a luz das estrelas é filtrada através de suas atmosferas. Moléculas dentro da atmosfera absorvem certos comprimentos de onda de luz, ou cores, então, ao dividir a luz em suas partes básicas — como um arco-íris — os astrônomos podem detectar quais segmentos de luz estão faltando para discernir a composição molecular de uma atmosfera.

Mas esse método teve suas desvantagens. Se a luz das estrelas fosse completamente uniforme, isso seria uma coisa, mas as estrelas anãs vermelhas, também conhecidas como anãs M, podem obter pontos estelares assim como o sol, causando variabilidade nos sinais. Esse problema, chamado contaminação estelar, levou recentemente os cientistas do Webb a adotar outra técnica, conhecida como observações de eclipses secundários.

Com eclipses secundáriosé um jogo de esconde-esconde. Cientistas medem os sinais da anã vermelha e do planeta quando o planeta está ao lado da estrela. Então, quando a órbita do planeta leva o mundo para trás da estrela, cientistas coletam apenas o sinal de luz da estrela. Ao subtrair a estrela do total, os pesquisadores podem isolar a luz vinda apenas do planeta. As equipes usarão um filtro de comprimento de onda específico que pode detectar dióxido de carbono, considerado um provável ingrediente atmosférico.

Os cientistas também farão medições térmicas para ter uma noção inicial se uma atmosfera pode estar presente. Se a temperatura for menor do que o esperado, é uma forte indicação de que uma atmosfera espessa está distribuindo energia do lado diurno do planeta — o hemisfério voltado para a estrela — para o lado noturno.

Pesquisa de mundos rochosos de Webb

A nova campanha permitirá que cientistas pesquisem 10 a 20 mundos rochososcom ênfase em planetas entre 200 e 450 Kelvin. Para efeito de comparação, a Terra tem 288 Kelvin, ou uma média de 59 graus Fahrenheit. A maioria dos alvos terá menos que o dobro do tamanho da Terra. O Space Telescope Science Institute fará uma chamada para consultores para ajudar a determinar a lista de alvos.

Para Kevin Stevenson, astrofísico do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, a lista de desejos incluiria GJ 486 b, um mundo que ele já estudou, e LTT 1445 Um bum dos casos mais próximos de ter ar. Ele acredita que a campanha Webb avançará a compreensão dos humanos sobre mundos rochosos em uma década.

“Este programa de pesquisa será o próximo grande passo para responder à pergunta: ‘Estamos sozinhos?'”, disse Stevenson em um e-mail. “Sem uma atmosfera, é difícil ver como a vida, pelo menos como a conhecemos, pode sobreviver em um planeta.”

“Este programa de pesquisa será o próximo grande passo para responder à pergunta: ‘Estamos sozinhos?'”

Se a maioria dos planetas que orbitam anões M não tiverem atmosfera, então um instrumento futuro, o Habitable Worlds Observatory, se tornará ainda mais importante na busca por vida além deste sistema solar, ele disse. Espera-se que o telescópio Hubble-esque se concentre em mundos terrestres orbitando estrelas semelhantes ao Sol.

Mas um avanço pode ter um grande impacto em como o Webb e outros observatórios importantes serão usados ​​no futuro, disse Sarah Moran, cientista de exoplanetas do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona.

“Se o programa for capaz de determinar conclusivamente que um desses mundos rochosos ao redor de uma estrela anã M tem uma atmosfera, isso poderá realmente preparar o cenário não apenas para o resto da vida útil científica do JWST”, ela disse em um e-mail, “mas também talvez para o próximo grande observatório”.