p Astrônomos da Universidade de Warwick mostraram que o vapor d'água pode ser potencialmente detectado na atmosfera de exoplanetas olhando literalmente por cima de suas nuvens impenetráveis. p Ao aplicar a técnica a modelos baseados em exoplanetas conhecidos com nuvens, a equipe demonstrou, em princípio, que a espectroscopia de alta resolução pode ser usada para examinar as atmosferas de exoplanetas que anteriormente eram muito difíceis de caracterizar devido às nuvens que são muito densas para a passagem de luz suficiente. Através dos.

p Sua técnica é descrita em um artigo para os Avisos Mensais da Royal Astronomical Society e fornece outro método para detectar a presença de vapor de água na atmosfera de um exoplaneta, bem como outras espécies químicas que poderiam ser usadas no futuro para avaliar possíveis sinais de vida . A pesquisa recebeu financiamento do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC), parte do UK Research and Innovation (UKRI).

p Os astrônomos usam a luz da estrela hospedeira de um planeta para aprender do que sua atmosfera é composta. À medida que o planeta passa na frente da estrela, eles observam a transmissão da luz estelar à medida que ela passa pela atmosfera superior e altera seu espectro. Eles podem então analisar esse espectro para observar os comprimentos de onda que possuem assinaturas espectrais para produtos químicos específicos. Esses produtos químicos, como vapor de água, metano e amônia, estão presentes apenas em pequenas quantidades nestes planetas ricos em hidrogênio e hélio.

p Contudo, nuvens densas podem bloquear a passagem da luz pela atmosfera, deixando os astrônomos com um espectro sem características. A espectroscopia de alta resolução é uma técnica relativamente recente que está sendo usada em observatórios terrestres para observar exoplanetas em maiores detalhes, e os pesquisadores de Warwick queriam explorar se essa tecnologia poderia ser usada para detectar os traços de substâncias químicas presentes na fina camada atmosférica logo acima dessas nuvens.

p Embora os astrônomos tenham sido capazes de caracterizar a atmosfera de muitos exoplanetas maiores e mais quentes que orbitam perto de suas estrelas, denominado "Júpiteres quentes, "exoplanetas menores agora estão sendo descobertos em temperaturas mais frias (menos de 700 ° C). Muitos desses planetas, que são do tamanho de Netuno ou menores, mostraram uma nuvem muito mais espessa.

p Eles modelaram dois "Neptunes quentes" anteriormente conhecidos e simularam como a luz de sua estrela seria detectada por um espectrógrafo de alta resolução. GJ3470b é um planeta nublado que os astrônomos já haviam conseguido caracterizar, enquanto GJ436b foi mais difícil de caracterizar devido a uma camada de nuvem muito mais espessa. Ambas as simulações demonstraram que em alta resolução você pode detectar produtos químicos, como vapor de água, amônia e metano facilmente com apenas algumas noites de observações com um telescópio terrestre.

p A técnica funciona de maneira diferente do método usado recentemente para detectar fosfina em Vênus, mas poderia potencialmente ser usado para pesquisar qualquer tipo de molécula nas nuvens de um planeta fora do nosso sistema solar, incluindo fosfina.

p O autor principal, Dr. Siddharth Gandhi, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse:"Temos investigado se a espectroscopia de alta resolução baseada em solo pode nos ajudar a restringir a altitude na atmosfera onde temos nuvens, e restringir abundâncias químicas, apesar dessas nuvens. O que estamos vendo é que muitos desses planetas têm vapor de água, e estamos começando a ver outros produtos químicos também, mas as nuvens estão nos impedindo de ver essas moléculas com clareza. Precisamos de uma maneira de detectar essas espécies e a espectroscopia de alta resolução é uma forma potencial de fazer isso, mesmo se houver uma atmosfera nublada. As abundâncias químicas podem dizer muito sobre como o planeta pode ter se formado porque deixa sua impressão digital química nas moléculas da atmosfera. Porque estes são gigantes gasosos, detectar as moléculas no topo da atmosfera também oferece uma janela para a estrutura interna, à medida que os gases se misturam com as camadas mais profundas. "

p A maioria das observações de exoplanetas foram feitas usando telescópios baseados no espaço, como Hubble ou Spitzer, e sua resolução é muito baixa para detectar sinal suficiente acima das nuvens. A vantagem da espectroscopia de alta resolução é que ela é capaz de sondar uma gama mais ampla de altitudes.

p O Dr. Gandhi acrescenta:"Muitos desses planetas mais frios são nublados demais para obter qualquer restrição significativa com a atual geração de telescópios espaciais. Presumivelmente, conforme encontrarmos mais e mais planetas, haverá planetas mais nublados, por isso está se tornando muito importante detectar o que há neles. A espectroscopia de alta resolução baseada em solo, bem como a próxima geração de telescópios espaciais serão capazes de detectar essas espécies em planetas nublados, oferecendo um potencial empolgante para bioassinaturas no futuro. "

p Coautor Dr. Matteo Brogi, do Departamento de Física da University of Warwick, disse:"Apesar de planetas com tamanho intermediário entre a Terra e Netuno serem os mais comuns em nossa Galáxia, nosso sistema solar não hospeda nenhum deles. Ser capaz de determinar a natureza desses exoplanetas nos permite colocar melhor nosso sistema solar no contexto, o que nos traz um passo mais perto de desvendar o mistério de nossas origens. "