Os eclipses não são apenas espetáculos visuais, eles estão no centro dos esforços científicos para compreender planetas distantes

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À medida que um planeta passa em frente à sua estrela, um ligeiro escurecimento da luz estelar pode ser detectado na Terra. Crédito:NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

O eclipse solar total na América do Norte em 8 de abril de 2024 é um evento impressionante e memorável para todos em seu caminho. No entanto, os eclipses não são valorizados apenas pelo seu impacto visual, mas também estão no centro da ciência de ponta.

Os eclipses podem nos dizer muito sobre planetas distantes além do nosso sistema solar – ou exoplanetas. Desde que o primeiro exoplaneta foi detectado em 1992, os astrônomos descobriram mais de 5.600 mundos orbitando outras estrelas além do Sol. Eles usaram uma variedade de telescópios poderosos para observá-los.

No entanto, tal como acontece com o eclipse solar total, ainda há um papel vital a ser desempenhado pelos astrónomos amadores, através de vários projectos de ciência cidadã concebidos para auxiliar nas observações destes mundos distantes.

Um eclipse solar ocorre quando a lua passa entre a Terra e o sol. Embora o Sol seja 400 vezes maior que a Lua, também está cerca de 400 vezes mais distante. É por isso que parece ter o mesmo tamanho em nosso céu. Quando ocorre um eclipse, a lua mal bloqueia o sol, deixando uma bela característica chamada "corona" (latim para coroa) ao redor da borda.

Algo semelhante acontece quando olhamos para uma estrela distante com um planeta. Se tudo estiver alinhado corretamente, o exoplaneta passará entre nós e sua estrela. Isso é chamado de trânsito. No entanto, como o planeta é muito menor que a sua estrela e estão muito mais próximos um do outro do que de nós, o planeta parecerá menor que a estrela e não a bloqueará como acontece com uma energia solar total. eclipse.

Estas estrelas estão tão distantes que, mesmo com os nossos melhores telescópios, aparecem como um minúsculo ponto de luz. Quando ocorre um trânsito, aquele pequeno ponto de luz fica um pouco mais escuro por algumas horas e depois volta ao normal.

Se o exoplaneta tiver atmosfera, alguma luz estelar será filtrada através dela antes de chegar ao telescópio. A luz das estrelas pode ser dividida em cores diferentes, o que informa sobre o que está na atmosfera. Isso é chamado de espectro.

Cada elemento possui um conjunto específico de cores que prefere absorver e emitir. Por exemplo, as lâmpadas de rua mais antigas tinham uma cor laranja distinta, que é característica do sódio – o metal com o qual essas lâmpadas eram preenchidas. Se dividirmos a luz do poste de luz em um espectro, veremos a assinatura do sódio.

Da mesma forma, os compostos químicos na atmosfera do planeta imprimem as suas assinaturas na luz estelar filtrada através deles. Isto permite aos astrónomos medir o que está na atmosfera examinando o seu espectro.

A atmosfera da Terra espalha a luz azul, fazendo com que o céu pareça azul e o que resta pareça vermelho. A luz vermelha restante é responsável pelo sol parecer vermelho à medida que nasce e se põe e pelo efeito "lua de sangue", onde a lua fica vermelho-alaranjada durante um eclipse lunar (onde a Terra passa entre o sol e a lua). Se estivéssemos na Lua durante tal evento, poderíamos usar a técnica do espectro para medir a atmosfera da Terra.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA e o próximo telescópio espacial Ariel da Agência Espacial Europeia (Esa) estão entre os únicos instrumentos sensíveis o suficiente para detectar e medir a atmosfera de um exoplaneta.

Caracterizar e comparar essas atmosferas pode nos dizer muito sobre outros sistemas planetários. Até a década de 1990, tínhamos apenas um exemplo:o sistema solar. Os astrónomos também estarão à procura de “biomarcadores” nas atmosferas desses planetas.

Biomarcadores são as potenciais assinaturas químicas da vida. Por exemplo, o oxigênio representa pouco mais de 20% da atmosfera da Terra e é produzido pelas plantas. Ao estudar potenciais biomarcadores em atmosferas de exoplanetas, os astrônomos poderão encontrar evidências de vida alienígena.

No entanto, é provável que haja debate sobre alguns desses resultados. No ano passado, uma equipe de astrônomos anunciou indícios provisórios de uma substância química chamada sulfeto de dimetila no espectro de um exoplaneta chamado K2-18b. Na Terra, este produto químico é emitido pelo plâncton marinho. No entanto, muitos astrónomos estão à espera de observações de acompanhamento deste planeta antes de tirarem quaisquer conclusões.

Um desafio remanescente em torno do estudo dos exoplanetas é a incerteza no momento dos eclipses, ou trânsitos. As interações com outros planetas e outros efeitos podem fazer com que a órbita de um exoplaneta mude ao longo do tempo. Se um trânsito atrasar, isso pode deixar naves espaciais como JWST ou Ariel esperando que isso aconteça, desperdiçando um tempo muito limitado de observação do telescópio. Se um trânsito acontecer cedo, o telescópio espacial poderá perdê-lo completamente.

Exoplanet Watch e ExoClock são projetos de ciência cidadã que permitem ao público contribuir para o estudo de exoplanetas. Os participantes podem usar pequenos telescópios que tenham em casa ou controlar remotamente outros telescópios através da Internet para observar trânsitos e depois processar os resultados nos seus computadores. Ao carregar estes resultados, eles podem ajudar a manter o JWST e o Ariel pontuais, colocando-os em posição de fazer observações que podem transformar a nossa compreensão do cosmos.

Fornecido por The Conversation

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.