Reunir informações detalhadas sobre exoplanetas é extremamente difícil. Mas agora uma equipe que utiliza tecnologia de ponta no Observatório Keck deu um grande salto na observação de exoplanetas e detectou água na atmosfera de um planeta a 179 anos-luz de distância.
O sistema solar no centro disso apresenta uma estrela chamada HR 8799 e seus planetas: HR 8799 b, c, d e e. O sistema está a 179 anos-luz de distância na constelação de Pegasus. A estrela em si é uma estrela de sequência principal de 30 milhões de anos. É notável por vários motivos, incluindo suas próprias propriedades estelares estranhas. Mas é digno de nota por outro motivo importante. Em 2008, os cientistas anunciaram que haviam observado diretamente três exoplanetas ao redor da estrela - HR 8799b, ce ed - usando os telescópios Keck e Gemini. Então, em 2010, eles anunciaram a descoberta de um quarto planeta, o HR 8799 e.
Este novo anúncio baseia-se no trabalho anterior de 2008, e os astrônomos por trás deste estudo chamam o último anúncio de 'trampolim' no caminho para obter imagens cada vez melhores de exoplanetas.
As novas observações são da HR 8799 c, observada pela primeira vez em 2008. É um jovem planeta gigante de gás com cerca de 7 vezes a massa de Júpiter que orbita sua estrela a cada 200 anos. Essas novas observações diretas por imagem confirmam a presença de água na atmosfera e confirmam a falta de metano.
"Esse tipo de tecnologia é exatamente o que queremos usar no futuro para procurar sinais de vida em um planeta semelhante à Terra." - Dimitri Mawet, autor do estudo, Caltech e JPL.
Essas novas observações surgem de uma potente combinação de duas tecnologias de telescópio em Keck. O primeiro é a óptica adaptativa. A óptica adaptativa neutraliza os efeitos tremidos da atmosfera da Terra. O segundo é um espectrômetro no telescópio Keck 2, chamado Espectrógrafo de Echelle Criogênico por Infravermelho Próximo (NIRSPEC), um espectrômetro de alta resolução que funciona com luz infravermelha.
“Esse tipo de tecnologia é exatamente o que queremos usar no futuro para procurar sinais de vida em um planeta semelhante à Terra. Ainda não chegamos lá, mas estamos avançando ", diz Dimitri Mawet, professor associado de astronomia da Caltech e cientista de pesquisa da JPL, que Caltech gerencia para a NASA, e co-autor do estudo que apresentou essas descobertas.
As novas descobertas foram publicadas no Astronomical Journal. O autor principal é Ji Wang, ex-bolsista de pós-doutorado da Caltech e atualmente professor assistente da Ohio State University.
Até agora, os astrônomos captaram imagens diretamente de mais de uma dúzia de exoplanetas. O sistema HR 8799 é o primeiro sistema multi-planetário a ter imagens diretamente. Mas as imagens são apenas o primeiro passo neste estudo.
Uma vez tiradas, as imagens podem ser analisadas quanto à composição química em suas atmosferas. É aqui que entra a espectroscopia. Nesse caso, as habilidades refinadas do NIRSPEC foram fundamentais.
O NIRSPEC é um instrumento no telescópio Keck 2 que opera na banda L infravermelha. A banda L é um tipo de luz infravermelha com um comprimento de onda de cerca de 3,5 micrômetros e uma região do espectro com muitas impressões digitais químicas detalhadas. "A banda L foi amplamente negligenciada antes porque o céu está mais brilhante nesse comprimento de onda", diz Mawet. "Se você fosse um alienígena com olhos atentos à banda L, veria um céu extremamente brilhante. É difícil ver exoplanetas através deste véu. "
Ao combinar a espectrografia da banda L com a óptica adaptativa, eles superaram as dificuldades de observar um planeta cuja luz é quase abafada por sua estrela. Eles foram capazes de fazer as medições precisas ainda do planeta, confirmando a presença de água e a ausência de metano.
"No momento, com Keck, já podemos aprender sobre a física e dinâmica desses planetas exóticos gigantes, que não são nada como nossos planetas do sistema solar", diz Wang.
"Agora estamos mais certos sobre a falta de metano neste planeta", diz Wang. "Isso pode ser devido à mistura na atmosfera do planeta. O metano, que esperamos estar lá na superfície, poderia ser diluído se o processo de convecção trouxer camadas mais profundas do planeta que não possuem metano ".
A equipe de Mawet já está se preparando para o próximo e mais novo instrumento no Observatório Keck. É chamado de KPIC (Keck Planet Imager and Characterizer). O KPIC usará óptica adaptativa e espectroscopia, mas com um efeito ainda melhor. Com o KPIC, os astrônomos poderão imaginar planetas ainda mais fracos e mais próximos de sua estrela do que o HR 8799c.
E o futuro é ainda mais brilhante para imagens de exoplanetas. A tecnologia por trás da óptica adaptativa e da espectroscopia que ajudou a imaginar este planeta será usada em nossos futuros telescópios.
“O KPIC é um trampolim para o nosso futuro instrumento do Telescópio de Trinta Medidores”, diz Mawet. "Por enquanto, estamos aprendendo muito sobre as inúmeras maneiras pelas quais os planetas em nosso universo se formam."
- Press Release: Trampolins do Exoplanet
- Trabalho de Pesquisa: Detectando Água na Atmosfera da HR 8799 c com Espectroscopia de Alta Dispersão em Banda L, Auxiliada por Óptica Adaptativa
- Entrada da Wikipedia: HR 8799
- Trabalho de Pesquisa: Imagem Direta de Vários Planetas que Orbitam a Estrela HR 8799
- Observatório Keck: Instrumentação com Telescópio
