{"id":5922,"date":"2023-03-31T06:22:26","date_gmt":"2023-03-31T05:22:26","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5922"},"modified":"2023-03-31T06:22:27","modified_gmt":"2023-03-31T05:22:27","slug":"webb-mede-a-temperatura-de-um-exoplaneta-rochoso","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/03\/31\/webb-mede-a-temperatura-de-um-exoplaneta-rochoso\/","title":{"rendered":"Webb mede a temperatura de um exoplaneta rochoso"},"content":{"rendered":"
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Impress\u00e3o de artista do exoplaneta rochoso TRAPPIST-1 b, o mais interior dos sete que orbitam a estrela an\u00e3 vermelha TRAPPIST-1, a cerca de 0,011 UA, completando uma \u00f3rbita em apenas 1,51 dias terrestres. TRAPPIST-1 b \u00e9 apenas ligeiramente maior do que a Terra, mas tem mais ou menos a mesma densidade. As medi\u00e7\u00f5es pelo MIRI do JWST sugerem que n\u00e3o tem uma atmosfera substancial.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), T. P. Greene (Ames da NASA), T. Bell (BAERI), E. Ducrot (CEA), P. Lagage (CEA)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Uma equipa internacional de investigadores utilizou o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA\/ESA\/CSA para medir a temperatura do exoplaneta rochoso TRAPPIST-1 b. A medi\u00e7\u00e3o baseia-se na emiss\u00e3o t\u00e9rmica do planeta: energia emitida sob a forma de luz infravermelha detetada pelo MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb. O resultado indica que o lado diurno do planeta tem uma temperatura de aproximadamente 500 K (cerca de 230\u00ba C) e sugere que n\u00e3o tem uma atmosfera significativa.<\/p>\n\n\n\n

Esta \u00e9 a primeira dete\u00e7\u00e3o de qualquer forma de luz emitida por um exoplaneta t\u00e3o pequeno e frio como os planetas rochosos do nosso pr\u00f3prio Sistema Solar. O resultado marca um passo importante para determinar se os planetas que orbitam estrelas pequenas e ativas como TRAPPIST-1 podem sustentar atmosferas necess\u00e1rias para suportar vida. \u00c9 tamb\u00e9m um bom aug\u00fario para a capacidade do Webb em caracterizar exoplanetas temperados, de tamanho terrestre, usando o MIRI do JWST, metade do qual foi contribu\u00eddo pela Europa.<\/p>\n\n\n\n

“Estas observa\u00e7\u00f5es tiram realmente partido da capacidade do Webb em observar no infravermelho m\u00e9dio”, disse Thomas Greene, astrof\u00edsico do Centro de Pesquisa Ames da NASA e autor principal do estudo publicado na revista Nature. “Nenhum dos telesc\u00f3pios anteriores teve sensibilidade para medir uma luz infravermelha t\u00e3o fraca”.<\/p>\n\n\n\n

Planetas rochosos orbitando an\u00e3s vermelhas ultrafrias<\/strong><\/p>\n\n\n\n

No in\u00edcio de 2017, os astr\u00f3nomos relataram a descoberta de sete planetas rochosos em \u00f3rbita de uma estrela an\u00e3 vermelha ultrafria (ou an\u00e3 M) a 40 anos-luz da Terra. O que \u00e9 not\u00e1vel acerca dos planetas \u00e9 a sua semelhan\u00e7a em tamanho e massa com os planetas rochosos interiores do nosso pr\u00f3prio Sistema Solar. Embora todos eles orbitem muito mais perto da sua estrela do que os nossos orbitam o Sol – todos cabiam confortavelmente dentro da \u00f3rbita de Merc\u00fario -, recebem quantidades compar\u00e1veis de energia da sua pequena estrela.<\/p>\n\n\n\n

TRAPPIST-1 b, o planeta mais interior, tem uma dist\u00e2ncia orbital de cerca de um cent\u00e9simo da da Terra e recebe cerca de quatro vezes a quantidade de energia que a Terra recebe do Sol. Embora n\u00e3o esteja dentro da zona habit\u00e1vel do sistema, as observa\u00e7\u00f5es do planeta podem fornecer informa\u00e7\u00f5es importantes sobre os seus planetas irm\u00e3os, bem como sobre outros sistemas em torno de an\u00e3s M.<\/p>\n\n\n\n

“H\u00e1 dez vezes mais estrelas como esta na Via L\u00e1ctea do que estrelas como o Sol, e \u00e9 duas vezes mais prov\u00e1vel que tenham planetas rochosos do que estrelas como o Sol”, explicou Greene. “Mas tamb\u00e9m s\u00e3o muito ativas – s\u00e3o muito brilhantes quando s\u00e3o jovens e emitem surtos e raios-X que podem destruir uma atmosfera”.<\/p>\n\n\n\n

Elsa Ducrot, coautora do artigo e pertencente ao CEA (Commissariat \u00e0 l’\u00e9nergie atomique et aux \u00e9nergies alternatives) na Fran\u00e7a, que fazia parte da equipa que realizou os estudos iniciais do sistema TRAPPIST-1, acrescentou: “\u00c9 mais f\u00e1cil caracterizar os planetas terrestres em torno de estrelas mais pequenas e frias. Se quisermos compreender a habitabilidade em torno das estrelas M, o sistema TRAPPIST-1 \u00e9 um excelente laborat\u00f3rio. Estes s\u00e3o os melhores alvos que temos para olhar para as atmosferas dos planetas rochosos”.<\/p>\n\n\n\n

Detetando uma atmosfera (ou n\u00e3o)<\/strong><\/p>\n\n\n

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Curva de luz que mostra a mudan\u00e7a no brilho do sistema TRAPPIST-1, \u00e0 medida que o planeta mais interior, TRAPPIST-1 b se desloca por detr\u00e1s da estrela. Este fen\u00f3meno \u00e9 conhecido como eclipse secund\u00e1rio.
Os quadrados azuis s\u00e3o medi\u00e7\u00f5es individuais de brilho. Os c\u00edrculos vermelhos mostram as m\u00e9dias das medi\u00e7\u00f5es, simplificando as mudan\u00e7as ao longo do tempo. A diminui\u00e7\u00e3o no brilho, durante o eclipse secund\u00e1rio, foi inferior a 0,1%. O MIRI foi capaz de detetar mudan\u00e7as t\u00e3o pequenas quanto 0,027%.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), T. P. Greene (Ames da NASA), T. Bell (BAERI), E. Ducrot (CEA), P. Lagage (CEA)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Observa\u00e7\u00f5es anteriores de TRAPPIST-1 b com o Telesc\u00f3pio Espacial Hubble da NASA\/ESA, bem como com o Telesc\u00f3pio Espacial Spitzer da NASA, n\u00e3o encontraram evid\u00eancias de uma atmosfera inchada, mas n\u00e3o foram capazes de descartar uma atmosfera densa.<\/p>\n\n\n\n

Uma forma de reduzir a incerteza \u00e9 medir a temperatura do planeta. “Este planeta sofre bloqueio de mar\u00e9, com o mesmo lado sempre virado para a estrela e o outro em escurid\u00e3o permanente”, disse Pierre-Olivier Lagage, tamb\u00e9m do CEA, coautor do artigo cient\u00edfico. “Se tiver uma atmosfera para circular e redistribuir o calor, o lado diurno ser\u00e1 mais fresco do que se n\u00e3o houver atmosfera”.<\/p>\n\n\n\n

A equipa utilizou uma t\u00e9cnica chamada fotometria de eclipse secund\u00e1rio, na qual o MIRI mediu a mudan\u00e7a no brilho do sistema \u00e0 medida que o planeta se movia por detr\u00e1s da estrela. Embora TRAPPIST-1 b n\u00e3o seja suficientemente quente para emitir a sua pr\u00f3pria luz vis\u00edvel, brilha no infravermelho. Ao subtrair o brilho da estrela por si s\u00f3 (durante o eclipse secund\u00e1rio) do brilho combinado da estrela e do planeta, foram capazes de calcular com sucesso quanta luz infravermelha est\u00e1 a ser emitida pelo planeta.<\/p>\n\n\n\n

Medindo altera\u00e7\u00f5es min\u00fasculas no brilho<\/strong><\/p>\n\n\n

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Compara\u00e7\u00e3o da temperatura no lado diurno de TRAPPIST-1 b, medida pelo MIRI do JWST, com modelos de computador mostrando quais seriam as temperaturas sob v\u00e1rias condi\u00e7\u00f5es. Os modelos t\u00eam em conta v\u00e1rias propriedades conhecidas do sistema, como o tamanho e densidade do planeta, a temperatura da estrela e a dist\u00e2ncia orbital do planeta. Para efeitos de compara\u00e7\u00e3o, tamb\u00e9m s\u00e3o mostradas as temperaturas de Merc\u00fario e da Terra.
A temperatura medida de 500 K (aproximadamente 230\u00ba C) \u00e9 consistente com a assumida para um planeta que sofre bloqueio de mar\u00e9 e tem uma superf\u00edcie escura, sem atmosfera nem redistribui\u00e7\u00e3o de calor entre ambos os hemisf\u00e9rios diurno e noturno.
Se o calor da estrela fosse distribu\u00eddo em torno do planeta (por exemplo, por uma atmosfera sem di\u00f3xido de carbono), a temperatura seria de 400 K (125\u00ba C).
Embora TRAPPIST-1 b seja quente, em compara\u00e7\u00e3o com a Terra, \u00e9 mais frio do que o lado diurno de Merc\u00fario, que \u00e9 praticamente rocha nua sem uma atmosfera significativa. Merc\u00fario recebe 1,6 vezes mais energia do Sol do que TRAPPIST-1 b recebe da sua estrela.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), T. P. Greene (Ames da NASA), T. Bell (BAERI), E. Ducrot (CEA), P. Lagage (CEA)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A dete\u00e7\u00e3o de um eclipse secund\u00e1rio pelo Webb \u00e9, por si pr\u00f3pria, um marco importante. Sendo a estrela mais de 1000 vezes mais brilhante do que o planeta, a mudan\u00e7a de brilho \u00e9 inferior a 0,1%.<\/p>\n\n\n\n

“Houve tamb\u00e9m algum receio de que perd\u00eassemos o eclipse. Os planetas puxam-se todos uns aos outros, pelo que as \u00f3rbitas n\u00e3o s\u00e3o perfeitas”, disse Taylor Bell, investigador p\u00f3s-doutorado do BAERI (Bay Area Environmental Research Institute), que analisou os dados. “Mas foi simplesmente espantoso: a hora do eclipse que vimos nos dados correspondeu \u00e0 hora prevista com um erro de apenas um par de minutos”.<\/p>\n\n\n\n

A an\u00e1lise dos dados de cinco observa\u00e7\u00f5es separadas do eclipse secund\u00e1rio indica que TRAPPIST-1 b tem uma temperatura diurna de cerca de 500 K, cerca de 230\u00ba C. A equipa pensa que a interpreta\u00e7\u00e3o mais prov\u00e1vel \u00e9 que o planeta n\u00e3o tem uma atmosfera.<\/p>\n\n\n\n

“Compar\u00e1mos os resultados com modelos de computador mostrando qual deveria ser a temperatura em diferentes cen\u00e1rios”, explicou Ducrot. “Os resultados s\u00e3o quase perfeitamente consistentes com um corpo negro feito de rocha nua e sem atmosfera para fazer circular o calor. Tamb\u00e9m n\u00e3o vimos quaisquer sinais de luz sendo absorvida pelo di\u00f3xido de carbono, o que seria aparente nestas medi\u00e7\u00f5es”.<\/p>\n\n\n\n

Esta investiga\u00e7\u00e3o foi realizada como parte do programa 1177 do GTO (Guaranteed Time Observation), que \u00e9 um dos oito programas GTO e GO (General Observer) aprovados e concebidos para ajudar a caracterizar totalmente o sistema TRAPPIST-1. Observa\u00e7\u00f5es adicionais do eclipse secund\u00e1rio de TRAPPIST-1 b est\u00e3o atualmente em curso, e agora que sabem qu\u00e3o bons os dados podem ser, a equipa espera eventualmente capturar uma curva de fase completa mostrando a mudan\u00e7a de luminosidade em toda a \u00f3rbita. Isto permitir-lhes-\u00e1 ver como a temperatura muda do lado diurno para o lado noturno e confirmar se o planeta tem ou n\u00e3o uma atmosfera.<\/p>\n\n\n\n

“Eu sonhava com um alvo”, disse Lagage, que trabalhou no desenvolvimento do MIRI durante mais de duas d\u00e9cadas. “Sonhava com este. Esta \u00e9 a primeira vez que podemos detetar a emiss\u00e3o de um planeta rochoso e temperado. \u00c9 um passo realmente importante na hist\u00f3ria da descoberta exoplanet\u00e1ria”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ ESA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ ESA\/Webb (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ NASA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ STScI (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ CEA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
Nature<\/a>
Astronomy<\/a>
Sky & Telescope<\/a>
SPACE.com<\/a>
science alert<\/a>
COSMOS<\/a>
ScienceDaily<\/a>
PHYSORG<\/a>
New Scientist<\/a>
ScienceNews<\/a>
Universe Today<\/a>
Inverse<\/a>
Forbes<\/a>
UPI<\/a>
Gizmodo<\/a>
Ars Technica<\/a><\/p>\n\n\n\n

Sistema TRAPPIST-1:<\/strong>
ipac\/Caltech\/NASA<\/a>
Wikipedia<\/a>
Open Exoplanet Catalogue<\/a>
TRAPPIST-1 b (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 b (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 b (Exoplanet.eu)<\/a> 
TRAPPIST-1 c (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 c (Wikipedia)<\/a> 
TRAPPIST-1 c (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 d (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 d (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 d (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 e (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 e (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 e (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 f (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 f (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 f (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 g (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 g (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 g (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 h (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 h (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 h (Exoplanet.eu)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Exoplanetas:
<\/strong>Wikipedia<\/a>
Lista de planetas (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas potencialmente habit\u00e1veis (Wikipedia)<\/a>
Lista de extremos (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas candidatos a albergar \u00e1gua l\u00edquida (Wikipedia)<\/a>
Open Exoplanet Catalogue<\/a>
NASA<\/a>
Exoplanet.eu<\/a><\/p>\n\n\n\n

An\u00e3s vermelhas:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Programas DD-ERS do Webb (STScI)<\/a>
Programas GO do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Telesc\u00f3pio Espacial Hubble:
<\/strong>Hubble, NASA<\/a> 
ESA<\/a>
Hubblesite<\/a>
STScI<\/a>
SpaceTelescope.org<\/a>
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telesc\u00f3pios Espaciais<\/a><\/p>\n\n\n\n

Telesc\u00f3pio Espacial Spitzer:
<\/strong>Caltech<\/a>
NASA<\/a>
Centro Cient\u00edfico Spitzer<\/a> 
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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