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Webb detectou dióxido de carbono na atmosfera do exoplaneta

O Telescópio Espacial James-Webb continua a surpreender os cientistas. Recentemente, detectou, pela primeira vez, CO2 na atmosfera de WASP-39b, um planeta localizado fora do sistema solar.

Localizado a quase 700 anos-luz da Terra, o planeta WASP-39b é um gigante gasoso quente que orbita uma estrela parecida com o Sol. A distância entre o planeta e sua estrela é apenas cerca de um oitavo da distância entre o Espreguiçadeiras e Mercúrio. Ele completa uma revolução em pouco mais de quatro Terra dias. Devido à intensa insolação que recebe, o avião aquece até cerca de 900°C. 

A coautora do estudo, professora de astronomia da Universidade de Genebra e membro do NCCR PlanetS, Monika Lendl, explica: “O calor faz com que a atmosfera do planeta se expanda, tornando o WASP-39b um terço maior que Júpiter, o maior gigante de gás em nosso sistema solar”.

“Quando um planeta passa diretamente na frente de sua estrela hospedeira, parte da luz da estrela passa pela atmosfera planetária antes de atingir o telescópio. A atmosfera filtra algumas cores dessa luz com mais eficiência do que outras, dependendo de fatores como sua composição, espessura e conteúdo de nuvens.”

série de curvas de luz
Uma série de curvas de luz do Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) da Webb mostra a mudança no brilho de três diferentes comprimentos de onda (cores) da luz do sistema estelar WASP-39 ao longo do tempo, à medida que o planeta transitava pela estrela em 10 de julho de 2022. O trânsito ocorre quando um planeta em órbita se move entre a estrela e o telescópio, bloqueando parte da luz da estrela. © NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph Olmsted (STScI)

“Com o Telescópio James Webb, os pesquisadores podem decompor a luz em suas cores para identificar “impressões digitais” características de diferentes gases e determinar a composição da atmosfera.”

Graças ao instrumento Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) do Webb Telescope, os cientistas puderam detectar a impressão digital de gás carbônico na luz que passou pela atmosfera de WASP-39b.

Dominique Petit dit de la Roche, pesquisadora da Universidade de Genebra, coautor do estudo e membro do NCCR PlanetS, disse: “Desde a primeira olhada nos dados, já estava claro que estávamos lidando com uma descoberta espetacular. Pela primeira vez, o dióxido de carbono foi detectado em um planeta fora da sistema solar. "

Natalie Batalha, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, líder da equipe internacional de pesquisa que realizou as observações, disse: “Detectar um sinal tão claro de dióxido de carbono no WASP-39b é um bom presságio para a detecção de atmosferas em planetas menores de tamanho terrestre, bem como para medir a abundância de outros gases como água e metano.”

espectro de transmissão do exoplaneta gigante de gás quente WASP-39 b
Um espectro de transmissão do exoplaneta gigante de gás quente WASP-39 b capturado pelo Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) da Webb em 10 de julho de 2022, revela a primeira evidência clara de dióxido de carbono em um planeta fora do sistema solar. Este também é o primeiro espectro de transmissão de exoplanetas detalhado já capturado que cobre comprimentos de onda entre 3 e 5.5 mícrons. © NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph Olmsted (STScI)

Elspeth Lee, coautora do estudo, bolsista Ambizione da Universidade de Berna e membro do NCCR PlanetS, dito“Compreender a composição da atmosfera de um planeta também permite insights sobre a origem do planeta e sua evolução. As moléculas de dióxido de carbono são marcadores sensíveis da história da formação do planeta. A clara detecção de dióxido de carbono no WASP-39b nos dá informações sobre o inventário de moléculas de carbono e oxigênio na atmosfera. Isso nos dá uma ideia dos diversos processos químicos em atmosferas sob condições tão extremas e do possível material rochoso e gasoso que o planeta pode ter coletado durante suas fases de formação.”

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Assista a este episódio do Space Sparks para saber mais sobre como o Telescópio Espacial James Webb encontrou evidências definitivas de dióxido de carbono na atmosfera de um planeta gigante gasoso orbitando uma estrela parecida com o Sol a 700 anos-luz de distância. Crédito: ESA

As observações do NIRSpec do WASP-39b são apenas parte de uma investigação maior com o Telescópio James Webb, que inclui comentários adicionais do WASP-39b e as palavras de dois outros planetas. As observações fazem parte do chamado programa Early Release Science, que foi desenvolvido para tornar os dados científicos da Telescópio James Webb disponível para a comunidade internacional de pesquisa o mais rápido possível, garantindo assim o melhor uso científico possível do telescópio espacial.

Jornal de referência:

  1. Equipe Científica de Liberação Antecipada da Comunidade de Exoplanetas em Trânsito do JWST. Identificação de dióxido de carbono em uma atmosfera de exoplanetas. Astrofísica da Terra e Planetária. DOI: 10.48550/arXiv.2208.11692

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