p Uma colaboração internacional de astrônomos liderados por um pesquisador do Astrobiology Center e da Queen's University Belfast detectou uma nova assinatura química na atmosfera de um planeta extra-solar, ou seja, um planeta que orbita uma estrela diferente do nosso sol. O radical hidroxila (OH) foi encontrado no lado diurno do exoplaneta WASP-33b. Este planeta é o chamado 'Júpiter superaquecido, "um planeta gigante gasoso orbitando sua estrela hospedeira muito mais perto do que Mercúrio orbita o sol (Figura 1) e, portanto, atingindo temperaturas atmosféricas de mais de 2.500 graus C (quente o suficiente para derreter a maioria dos metais). O pesquisador principal baseado no Centro de Astrobiologia e Queen's University Belfast, Dr. Stevanus Nugroho, diz, "Esta é a primeira evidência direta de OH na atmosfera de um planeta além do sistema solar. Ela mostra não só que os astrônomos podem detectar esta molécula em atmosferas de exoplanetas, mas também que eles podem começar a entender a química detalhada desta população planetária. " p Na atmosfera da Terra, OH é produzido principalmente pela reação do vapor de água com o oxigênio atômico. É um chamado 'detergente atmosférico' e desempenha um papel crucial na atmosfera da Terra para purgar gases poluentes que são perigosos para a vida (por exemplo, metano, monóxido de carbono). Em um planeta muito mais quente e maior como WASP-33b (Figura 2, onde os astrônomos já detectaram sinais de gás de óxido de ferro e titânio, o OH desempenha um papel fundamental na determinação da química da atmosfera por meio de interações com vapor de água e monóxido de carbono. Acredita-se que a maior parte do OH na atmosfera de WASP-33b tenha sido produzida pela destruição do vapor de água devido à temperatura extremamente alta. "Vemos apenas um sinal provisório e fraco do vapor de água em nossos dados, que apoiaria a ideia de que a água está sendo destruída para formar hidroxila neste ambiente extremo, "explica o Dr. Ernst de Mooij da Queen's University Belfast, um co-autor neste estudo.

p Para fazer esta descoberta, a equipe usou o instrumento InfraRed Doppler (IRD) no telescópio Subaru de 8,2 metros de diâmetro localizado na área do cume de Maunakea no Havaí (cerca de 4, 200 m acima do nível do mar). Este novo instrumento pode detectar átomos e moléculas por meio de suas 'impressões digitais espectrais, "conjuntos únicos de recursos de absorção escura sobrepostos ao arco-íris de cores (ou espectro) emitido por estrelas e planetas. À medida que o planeta orbita sua estrela hospedeira, sua velocidade em relação à Terra muda com o tempo. Assim como a sirene de uma ambulância ou o rugido do motor de um carro de corrida parecem mudar de tom enquanto passam por nós, as frequências de luz (ou seja, cor) dessas impressões digitais espectrais mudam com a velocidade do planeta. Isso nos permite separar o sinal do planeta de sua estrela hospedeira brilhante, que normalmente supera tais observações, apesar dos telescópios modernos não serem nem de longe poderosos o suficiente para capturar imagens diretas desses exoplanetas de 'Júpiter quente'.

p "A ciência dos planetas extrasolares é relativamente nova, e um objetivo principal da astronomia moderna é explorar a atmosfera desses planetas em detalhes e, eventualmente, procurar exoplanetas "semelhantes à Terra" - planetas semelhantes ao nosso. Cada nova espécie atmosférica descoberta melhora ainda mais nossa compreensão dos exoplanetas e das técnicas necessárias para estudar suas atmosferas, e nos aproxima desse objetivo ", diz o Dr. Neale Gibson, professora assistente do Trinity College Dublin e co-autora deste trabalho. Aproveitando os recursos exclusivos do IRD, os astrônomos foram capazes de detectar o minúsculo sinal da hidroxila na atmosfera do planeta. “O IRD é o melhor instrumento para estudar a atmosfera de um exoplaneta no infravermelho, "acrescenta o Prof. Motohide Tamura, um dos principais investigadores do IRD, Diretor do Centro de Astrobiologia, e coautor deste trabalho.

p "Essas técnicas de caracterização atmosférica de exoplanetas ainda são aplicáveis ​​apenas a planetas muito quentes, mas gostaríamos de desenvolver instrumentos e técnicas que nos permitam aplicar esses métodos a planetas mais frios, e finalmente, para uma segunda Terra, "diz o Dr. Hajime Kawahara, professor assistente da Universidade de Tóquio e co-autor deste trabalho.

p Prof. Chris Watson (QUB) da Queen's University Belfast, um co-autor deste estudo, continuou, "Embora WASP-33b possa ser um planeta gigante, essas observações são o ambiente de teste para as instalações de próxima geração, como o Thirty Meter Telescope e o European Extremely Large Telescope na busca de bioassinaturas em mundos menores e potencialmente rochosos, que pode fornecer dicas para uma das questões mais antigas da humanidade, "Estamos sozinhos?'"

p Esses resultados foram publicados no Cartas de jornal astrofísico em 23 de março, 2021.