Dois astrônomos da Universidade McGill reuniram uma "impressão digital" para a Terra, que poderia ser usado para identificar um planeta além do nosso sistema solar capaz de suportar vida.

A estudante de física Evelyn Macdonald da McGill e seu supervisor, o Prof. Nicolas Cowan, usaram mais de uma década de observações da atmosfera terrestre feitas pelo satélite SCISAT para construir um espectro de trânsito da Terra, uma espécie de impressão digital da atmosfera da Terra em luz infravermelha, que mostra a presença de moléculas-chave na busca por mundos habitáveis. Isso inclui a presença simultânea de ozônio e metano, que os cientistas esperam ver apenas quando houver uma fonte orgânica desses compostos no planeta. Essa detecção é chamada de "bioassinatura".

"Alguns pesquisadores tentaram simular o espectro de trânsito da Terra, mas este é o primeiro espectro de trânsito infravermelho empírico da Terra, "diz o professor Cowan." Isto é o que os astrônomos alienígenas veriam se observassem um trânsito da Terra. "

As evidências, publicado em 28 de agosto na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society , poderia ajudar os cientistas a determinar que tipo de sinal procurar em sua busca para encontrar exoplanetas semelhantes à Terra (planetas orbitando uma estrela diferente do nosso Sol). Desenvolvido pela Agência Espacial Canadense, O SCISAT foi criado para ajudar os cientistas a entender o esgotamento da camada de ozônio da Terra, estudando as partículas na atmosfera à medida que a luz solar passa por ela. Em geral, os astrônomos podem dizer quais moléculas são encontradas na atmosfera de um planeta observando como a luz das estrelas muda à medida que brilha na atmosfera. Os instrumentos devem esperar que um planeta passe - ou transite - sobre a estrela para fazer essa observação. Com telescópios sensíveis o suficiente, astrônomos poderiam potencialmente identificar moléculas como dióxido de carbono, oxigênio ou vapor de água que pode indicar se um planeta é habitável ou mesmo habitado.

Cowan estava explicando a espectroscopia de trânsito de exoplanetas em um almoço de grupo no McGill Space Institute (MSI) quando o Prof. Yi Huang, um cientista atmosférico e membro do MSI, observou que a técnica era semelhante aos estudos de ocultação solar da atmosfera da Terra, conforme feito pela SCISAT.

Desde a primeira descoberta de um exoplaneta na década de 1990, astrônomos confirmaram a existência de 4, 000 exoplanetas. O Santo Graal neste campo relativamente novo da astronomia é encontrar planetas que poderiam hospedar vida - uma Terra 2.0.

Um sistema muito promissor que pode conter tais planetas, chamado TRAPPIST-1, será um alvo para o próximo Telescópio Espacial James Webb, previsto para ser lançado em 2021. Macdonald e Cowan construíram um sinal simulado de como seria a atmosfera de um planeta semelhante à Terra aos olhos deste futuro telescópio, que é uma colaboração entre a NASA, a Agência Espacial Canadense e a Agência Espacial Europeia.

O sistema TRAPPIST-1 localizado a 40 anos-luz de distância contém sete planetas, três ou quatro dos quais estão na chamada "zona habitável", onde pode existir água em estado líquido. Os astrônomos de McGill dizem que este sistema pode ser um lugar promissor para procurar um sinal semelhante à impressão digital da Terra, uma vez que os planetas estão orbitando uma estrela anã M, um tipo de estrela que é menor e mais frio que o nosso sol.

"TRAPPIST-1 é uma estrela anã vermelha próxima, o que torna seus planetas alvos excelentes para espectroscopia de trânsito. Isso ocorre porque a estrela é muito menor que o Sol, então seus planetas são relativamente fáceis de observar, "explica Macdonald." Além disso, esses planetas orbitam perto da estrela, então eles transitam a cada poucos dias. Claro, mesmo se um dos planetas abrigar vida, não esperamos que sua atmosfera seja idêntica à da Terra, já que a estrela é muito diferente do Sol. "

De acordo com a análise deles, Macdonald e Cowan afirmam que o Telescópio Webb será sensível o suficiente para detectar dióxido de carbono e vapor d'água usando seus instrumentos. Pode até ser capaz de detectar a bioassinatura do metano e do ozônio se tempo suficiente for gasto na observação do planeta-alvo.

O professor Cowan e seus colegas do Instituto de Pesquisa sobre Exoplanetas, com sede em Montreal, esperam ser alguns dos primeiros a detectar sinais de vida fora de nosso planeta natal. A impressão digital da Terra reunida por Macdonald para sua tese de graduação poderia dizer a outros astrônomos o que procurar nesta pesquisa. Ela estará iniciando seu doutorado. na área de exoplanetas na Universidade de Toronto no outono.

"Um espectro de trânsito infravermelho empírico da Terra:janelas de opacidade e bioassinaturas, "Evelyn J. R. Macdonald e Nicolas B. Cowan, foi publicado online em 28 de agosto, 2019, no Avisos mensais da Royal Astronomical Society .