Medir a pressão atmosférica de um exoplaneta distante pode parecer uma tarefa assustadora, mas os astrônomos da Universidade de Washington agora desenvolveram uma nova técnica para fazer exatamente isso.
Quando as descobertas dos exoplanetas começaram a aparecer, os astrônomos enfatizaram a descoberta de planetas dentro da zona habitável - a faixa em torno de uma estrela onde a água não congela nem ferve. Mas caracterizar o ambiente e a habitabilidade de um exoplaneta não depende apenas da temperatura da superfície do planeta.
A pressão atmosférica é tão importante para medir se a superfície de um exoplaneta pode ou não conter água líquida. Qualquer pessoa familiarizada com acampar em grandes altitudes deve ter um bom entendimento de como a pressão afeta o ponto de ebulição da água.
O método desenvolvido por Amit Misra, um candidato a doutorado, envolve o isolamento de "dímeros" - pares de moléculas ligadas que tendem a se formar em altas pressões e densidades na atmosfera de um planeta - para não serem confundidos com "monômeros", que são simplesmente flutuantes moléculas. Embora existam muitos tipos de dímeros, a equipe de pesquisa se concentrou exclusivamente em moléculas de oxigênio, que são temporariamente ligadas umas às outras por meio da ligação de hidrogênio.
Podemos indiretamente detectar dímeros na atmosfera de um exoplaneta quando o exoplaneta transita na frente de sua estrela hospedeira. À medida que a luz da estrela passa por uma fina camada da atmosfera do planeta, os dímeros absorvem certos comprimentos de onda. Quando a luz das estrelas atinge a Terra, é impressa com as impressões digitais químicas dos dímeros.
Os dímeros absorvem a luz em um padrão distinto, que normalmente possui quatro picos devido ao movimento de rotação das moléculas. Mas a quantidade de absorção pode mudar dependendo da pressão e densidade atmosféricas. Essa diferença é muito mais acentuada nos dímeros do que nos monômeros, permitindo que os astrônomos obtenham informações adicionais sobre a pressão atmosférica com base na proporção dessas duas assinaturas.
Embora os dímeros de água tenham sido detectados na atmosfera da Terra no início do ano passado, telescópios poderosos em breve entrando em operação podem permitir que os astrônomos usem esse método na observação de exoplanetas distantes. A equipe analisou a probabilidade de usar o Telescópio Espacial James Webb para fazer essa detecção e achou desafiador, mas possível.
A detecção de dímeros na atmosfera de um exoplaneta não apenas nos ajudaria a avaliar a pressão atmosférica e, portanto, o estado da água na superfície, mas também outros marcadores de bioassinatura. O oxigênio está diretamente ligado à fotossíntese e provavelmente não será abundante na atmosfera de um exoplaneta, a menos que seja produzido regularmente por algas ou outras plantas.
“Então, se encontrarmos um bom planeta-alvo, e você puder detectar essas moléculas de dímero - que podem ser possíveis nos próximos 10 a 15 anos - isso não apenas lhe dirá algo sobre pressão, mas realmente lhe dirá que há vida naquele planeta , ”Disse Misra em um comunicado de imprensa.
O artigo foi publicado na edição de fevereiro da Astrobiology e está disponível para download aqui.
