p Os astrônomos coletaram alguns dos melhores dados já feitos sobre a composição de um planeta conhecido como HR 8799c - um jovem planeta gasoso gigante com cerca de 7 vezes a massa de Júpiter que orbita sua estrela a cada 200 anos. p A equipe usou instrumentação de última geração no Observatório W. M. Keck em Maunakea, Havaí para confirmar a existência de água na atmosfera do planeta, bem como a falta de metano.

p Enquanto outros pesquisadores já haviam feito medições semelhantes deste planeta, estes novos, dados mais robustos demonstram o poder de combinar espectroscopia de alta resolução com uma técnica conhecida como óptica adaptativa, que corrige o efeito de desfoque da atmosfera da Terra.

p “Este tipo de tecnologia é exatamente o que queremos usar no futuro para procurar por sinais de vida em um planeta como a Terra. Ainda não chegamos lá, mas estamos marchando em frente, "diz Dimitri Mawet, um professor associado de astronomia na Caltech e um cientista pesquisador no JPL, que Caltech gerencia para a NASA.

p Mawet é co-autora de um novo artigo sobre as descobertas publicado hoje no Astronomical Journal . O autor principal é Ji Wang, ex-bolsista de pós-doutorado na Caltech e agora professor assistente na Ohio State University.

p Tirar fotos de planetas que orbitam outras estrelas - exoplanetas - é uma tarefa formidável. A luz das estrelas hospedeiras supera em muito os planetas, tornando-os difíceis de ver.

p Mais de uma dúzia de exoplanetas foram fotografados diretamente até agora, incluindo HR 8799c e três de seus companheiros planetários. Na verdade, HR 8799 é o único sistema de múltiplos planetas a ter sua foto tirada. Descoberto usando óptica adaptativa no telescópio Keck II, as imagens diretas de HR8799 são as primeiras de um sistema planetário orbitando uma estrela diferente do nosso sol.

p Depois que uma imagem é obtida, astrônomos podem usar instrumentos, chamados espectrômetros, para quebrar a luz do planeta, como um prisma transformando a luz do sol em um arco-íris, revelando assim as impressões digitais de produtos químicos. Até aqui, esta estratégia foi usada para aprender sobre a atmosfera de vários exoplanetas gigantes.

p A próxima etapa é fazer a mesma coisa apenas para planetas menores que estão mais próximos de suas estrelas (quanto mais próximo um planeta está de sua estrela e menor seu tamanho, mais difícil de ver).

p O objetivo final é procurar produtos químicos na atmosfera de planetas semelhantes à Terra que orbitam na "zona habitável" da estrela - incluindo quaisquer bioassinaturas que possam indicar vida, como água, oxigênio, e metano.

p O grupo de Mawet espera fazer exatamente isso com um instrumento no próximo Thirty Meter Telescope, um telescópio gigante planejado para o final da década de 2020 por vários parceiros nacionais e internacionais, incluindo Caltech.

p Mas para agora, os cientistas estão aperfeiçoando sua técnica usando o Observatório Keck - e, no processo, aprender sobre as composições e dinâmica de planetas gigantes.

p "Agora mesmo, com Keck, já podemos aprender sobre a física e dinâmica desses planetas gigantes exóticos, que não se parecem em nada com os planetas do nosso sistema solar, "diz Wang.

p No novo estudo, os pesquisadores usaram um instrumento no telescópio Keck II chamado NIRSPEC (espectrógrafo de echelle criogênica de infravermelho próximo), um espectrômetro de alta resolução que funciona em luz infravermelha.

p Eles acoplaram o instrumento à poderosa ótica adaptativa do Observatório Keck, um método para criar imagens mais nítidas usando uma estrela-guia no céu como um meio de medir e corrigir a turbulência borrada da atmosfera da Terra.

p Esta é a primeira vez que a técnica foi demonstrada em planetas com imagens diretas usando o que é conhecido como banda L, a type of infrared light with a wavelength of around 3.5 micrometers, and a region of the spectrum with many detailed chemical fingerprints.

p "The L-band has gone largely overlooked before because the sky is brighter at this wavelength, " says Mawet. "If you were an alien with eyes tuned to the L-band, you'd see an extremely bright sky. It's hard to see exoplanets through this veil."

p The researchers say that the addition of adaptive optics made the L-band more accessible for the study of the planet HR 8799c. In their study, they made the most precise measurements yet of the atmospheric constituents of the planet, confirming it has water and lacks methane as previously thought.

p "We are now more certain about the lack of methane in this planet, " says Wang. "This may be due to mixing in the planet's atmosphere. The methane, which we would expect to be there on the surface, could be diluted if the process of convection is bringing up deeper layers of the planet that don't have methane."

p The L-band is also good for making measurements of a planet's carbon-to-oxygen ratio—a tracer of where and how a planet forms. Planets form out of swirling disks of material around stars, specifically from a mix of hydrogen, oxigênio, and carbon-rich molecules, such as water, carbon monoxide, and methane.

p These molecules freeze out of the planet-forming disks at different distances from the star—at boundaries called snowlines. By measuring a planet's carbon-to-oxygen ratio, astronomers can thus learn about its origins.

p Mawet's team is now gearing up to turn on their newest instrument at Keck Observatory, called the Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC). It will also use adaptive optics-aided high-resolution spectroscopy but can see planets that are fainter than HR 8799c and closer to their stars.

p "KPIC is a springboard to our future Thirty Meter Telescope instrument, " says Mawet. "For now, we are learning a great deal about the myriad ways in which planets in our universe form."