p Os cientistas realizaram os primeiros experimentos de laboratório sobre a formação de neblina em atmosferas simuladas de exoplanetas, um passo importante para compreender as próximas observações de planetas fora do sistema solar com o Telescópio Espacial James Webb. p As simulações são necessárias para estabelecer modelos de atmosferas de mundos distantes, modelos que podem ser usados ​​para procurar sinais de vida fora do sistema solar. Os resultados dos estudos apareceram esta semana em Astronomia da Natureza .

p "Uma das razões pelas quais estamos começando a fazer este trabalho é para entender se ter uma camada de neblina nesses planetas os tornaria mais ou menos habitáveis, "disse o autor principal do jornal, Sarah Hörst, professor assistente de ciências terrestres e planetárias na Universidade Johns Hopkins.

p Com telescópios disponíveis hoje, cientistas planetários e astrônomos podem aprender quais gases constituem a atmosfera dos exoplanetas. "Cada gás tem uma impressão digital que é exclusiva dele, "Hörst disse." Se você medir uma faixa espectral grande o suficiente, você pode ver como todas as impressões digitais são sobrepostas umas às outras. "

p Telescópios atuais, Contudo, não funcionam tão bem com todos os tipos de exoplanetas. Eles ficam aquém dos exoplanetas que têm atmosferas nebulosas. A névoa consiste em partículas sólidas suspensas em gás, alterando a maneira como a luz interage com o gás. Esse silenciamento de impressões digitais espectrais torna a medição da composição do gás mais desafiadora.

p Hörst acredita que esta pesquisa pode ajudar a comunidade científica de exoplanetas a determinar quais tipos de atmosfera podem ser nebulosos. Com a neblina obscurecendo a capacidade de um telescópio de dizer aos cientistas quais gases constituem a atmosfera de um exoplaneta - se não a quantidade deles - nossa capacidade de detectar vida em outros lugares é uma perspectiva mais obscura.

p Planetas maiores que a Terra e menores que Netuno, chamados super-Terras e mini-Neptunes, são os tipos predominantes de exoplanetas, ou planetas fora do nosso sistema solar. Como esta classe de planetas não é encontrada em nosso sistema solar, nosso conhecimento limitado torna-os mais difíceis de estudar.

p Com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, os cientistas esperam poder examinar as atmosferas desses exoplanetas com mais detalhes. O JWST será capaz de olhar para trás ainda mais no tempo do que o Hubble, com uma área de coleta de luz cerca de 6,25 vezes maior. Orbitando ao redor do Sol a um milhão de milhas da Terra, O JWST ajudará os pesquisadores a medir a composição da atmosfera de planetas extrasolares e até mesmo a pesquisar os blocos de construção da vida.

p "Parte do que estamos tentando ajudar as pessoas a descobrir é basicamente onde você gostaria de olhar, "disse Hörst sobre os usos futuros do Telescópio Espacial James Webb.

p Dado que nosso sistema solar não tem super-Terras ou mini-Neptunes para comparação, os cientistas não têm "verdades fundamentais" para as atmosferas desses exoplanetas. Usando modelos de computador, A equipe de Hörst conseguiu reunir uma série de composições atmosféricas que modelam super-Terras ou mini-Neptunes. Por vários níveis de três gases dominantes (dióxido de carbono, hidrogênio, água gasosa), quatro outros gases (hélio, monóxido de carbono, metano, nitrogênio) e três conjuntos de temperaturas, eles montaram nove "planetas" diferentes.

p A modelagem computacional propôs diferentes percentagens de gases, que os cientistas misturaram em uma câmara e aqueceram. Mais de três dias, a mistura aquecida fluiu através de uma descarga de plasma, uma configuração que iniciou reações químicas dentro da câmara.

p "A energia quebra as moléculas de gás com as quais começamos. Elas reagem umas com as outras e fazem coisas novas e às vezes fazem uma partícula sólida [criando névoa] e às vezes não, "Disse Hörst.

p "A questão fundamental para este artigo era:Qual dessas misturas de gases - quais dessas atmosferas - esperaríamos que ficasse turva?" disse Hörst.

p Os pesquisadores descobriram que todas as nove variantes produziam neblina em quantidades variáveis. A surpresa estava nas combinações que geravam mais. A equipe encontrou o maior número de partículas de neblina em duas das atmosferas com predominância de água. "Há muito tempo que tínhamos a ideia de que a química do metano era o único caminho verdadeiro para criar uma névoa, e sabemos que não é verdade agora, "disse Hörst, referindo-se a compostos abundantes em hidrogênio e carbono.

p Além disso, os cientistas encontraram diferenças nas cores das partículas, o que pode afetar a quantidade de calor retido pela névoa. "Ter uma camada de névoa pode mudar a estrutura de temperatura de uma atmosfera, "disse Hörst." Pode impedir que fótons realmente energéticos atinjam a superfície.

p Como a camada de ozônio que agora protege a vida na Terra da radiação prejudicial, os cientistas especularam que uma camada de névoa primitiva pode ter protegido a vida no início. Isso pode ser significativo em nossa busca pela vida externa.

p Para o grupo de Hörst, as próximas etapas envolvem analisar as diferentes neblinas para ver como a cor e o tamanho das partículas afetam como as partículas interagem com a luz. Eles também planejam tentar outras composições, temperaturas, fontes de energia e examinar a composição da névoa produzida.

p "As taxas de produção eram muito, very first step of what's going to be a long process in trying to figure out which atmospheres are hazy and what the impact of the haze particles is, " Hörst said.