{"id":6094,"date":"2023-06-02T06:34:50","date_gmt":"2023-06-02T05:34:50","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6094"},"modified":"2023-06-02T06:34:51","modified_gmt":"2023-06-02T05:34:51","slug":"instrumento-niriss-do-webb-mapeia-a-atmosfera-de-um-jupiter-ultraquente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/06\/02\/instrumento-niriss-do-webb-mapeia-a-atmosfera-de-um-jupiter-ultraquente\/","title":{"rendered":"Instrumento NIRISS do Webb mapeia a atmosfera de um J\u00fapiter ultraquente"},"content":{"rendered":"
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Impress\u00e3o de artista de WASP-18 b, um exoplaneta gigante gasoso 10 vezes mais massivo do que J\u00fapiter, que orbita a sua estrela em apenas 23 horas. Os investigadores utilizaram o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA para estudar o planeta \u00e0 medida que este se deslocava atr\u00e1s da sua estrela. As temperaturas atingem os 2700\u00ba C.
Cr\u00e9dito: NASA\/JPL-Caltech (K. Miller\/IPAC)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Recorrendo ao instrumento canadiano NIRISS do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb, o estudante de doutoramento em astrof\u00edsica Louis-Philippe Coulombe mapeou a atmosfera do intrigante exoplaneta WASP-18 b.<\/p>\n\n\n\n

A 400 anos-luz de dist\u00e2ncia existe um planeta t\u00e3o interessante que os astr\u00f3nomos o t\u00eam estudado desde que foi descoberto em 2009. Uma \u00f3rbita de WASP-18 b em torno da sua estrela, que \u00e9 ligeiramente maior do que o nosso Sol, demora apenas 23 horas. N\u00e3o existe nada semelhante no nosso Sistema Solar.<\/p>\n\n\n\n

Um novo estudo liderado pelo mesmo aluno da Universidade de Montr\u00e9al, sobre este exoplaneta, um gigante gasoso ultraquente 10 vezes mais massivo do que J\u00fapiter, baseado em novos dados do instrumento canadiano NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb, cont\u00e9m muitas surpresas!<\/p>\n\n\n\n

Uma equipa internacional de astr\u00f3nomos identificou vapor de \u00e1gua na atmosfera do exoplaneta WASP-18 b e elaborou um mapa de temperatura do planeta \u00e0 medida que este passava por tr\u00e1s da sua estrela e reaparecia. Este evento \u00e9 conhecido como eclipse secund\u00e1rio. Os cientistas podem ler a luz combinada da estrela e do planeta e depois refinar as medi\u00e7\u00f5es apenas da estrela \u00e0 medida que o planeta se desloca atr\u00e1s dela.<\/p>\n\n\n\n

O mesmo lado, conhecido como o lado diurno, de WASP-18 b est\u00e1 sempre virado para a sua estrela, tal como o mesmo lado da Lua est\u00e1 sempre virado para a Terra. A isto chama-se bloqueio de mar\u00e9. O mapa de temperatura, ou brilho, do exoplaneta mostra uma enorme mudan\u00e7a de temperatura – at\u00e9 1000 graus – desde o ponto mais quente virado para a estrela at\u00e9 ao terminador, onde os lados diurno e noturno do planeta que sofre bloqueio de mar\u00e9 se encontram em permanente crep\u00fasculo.<\/p>\n\n\n

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Os cientistas utilizaram o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb para observar o exoplaneta WASP-18 b e a sua estrela antes, durante e depois do planeta ser eclipsado. Ao medir a mudan\u00e7a de luz quando o planeta viaja atr\u00e1s da estrela, o brilho do planeta \u00e9 revelado. A partir destas medi\u00e7\u00f5es, os cientistas conseguiram fazer um mapa da temperatura do lado diurno do planeta. Gama de temperaturas apresentada: 1500 a 2600 graus Celsius.
Cr\u00e9dito: NASA\/JPL-Caltech (R. Hurt\/IPAC)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

“O JWST est\u00e1 a dar-nos a possibilidade de fazer mapas muito mais detalhados de planetas gigantes e quentes como WASP-18 b do que nunca. Esta \u00e9 a primeira vez que um planeta foi mapeado com o JWST e \u00e9 realmente excitante ver que algumas das coisas que os nossos modelos previram, tais como uma queda acentuada na temperatura longe do ponto do planeta diretamente virado para a estrela, s\u00e3o realmente vistas nos dados!”, disse Megan Mansfield, da Universidade do Arizona e uma das autoras do artigo cient\u00edfico que descreve os resultados.<\/p>\n\n\n\n

A equipa mapeou os gradientes de temperatura ao longo do lado diurno do planeta. Dado que o planeta \u00e9 muito mais frio no terminador, \u00e9 prov\u00e1vel que haja algo que impe\u00e7a os ventos de redistribuir eficazmente o calor para o lado noturno. Mas o que est\u00e1 a afetar os ventos \u00e9 ainda um mist\u00e9rio.<\/p>\n\n\n\n

“O mapa de luminosidade de WASP-18 b mostra uma aus\u00eancia de ventos de leste-oeste que \u00e9 melhor correspondida por modelos com arrastamento atmosf\u00e9rico. Uma explica\u00e7\u00e3o poss\u00edvel \u00e9 que este planeta tem um forte campo magn\u00e9tico, o que seria uma descoberta excitante!”, disse o coautor Ryan Challener, da Universidade de Michigan.<\/p>\n\n\n\n

Uma interpreta\u00e7\u00e3o do mapa do eclipse \u00e9 que os efeitos magn\u00e9ticos for\u00e7am os ventos a soprar do equador do planeta para cima, sobre o polo norte, e para baixo, sobre o polo sul, em vez de soprarem de leste para oeste, como seria de esperar.<\/p>\n\n\n\n

Os investigadores registaram as mudan\u00e7as de temperatura a diferentes altitudes das camadas da atmosfera do planeta gigante e gasoso. Observaram que as temperaturas aumentam com a eleva\u00e7\u00e3o, variando centenas de graus.<\/p>\n\n\n\n

Sinais de vapor de \u00e1gua<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O espectro da atmosfera do planeta mostra claramente m\u00faltiplas caracter\u00edsticas pequenas, mas medidas com precis\u00e3o, de \u00e1gua, presentes apesar das temperaturas extremas de quase 2700\u00ba C. A temperatura \u00e9 t\u00e3o elevada que destruiria a maior parte das mol\u00e9culas de \u00e1gua, pelo que a sua presen\u00e7a atesta \u00e0 extraordin\u00e1ria sensibilidade do Webb em detetar a \u00e1gua remanescente. As quantidades detetadas na atmosfera de WASP-18 b indicam que o vapor de \u00e1gua est\u00e1 presente a v\u00e1rias altitudes.<\/p>\n\n\n\n

“Foi uma grande sensa\u00e7\u00e3o olhar pela primeira vez para o espectro de WASP-18 b obtido pelo JWST e ver a assinatura subtil, mas precisamente medida, da \u00e1gua”, disse Louis-Philippe Coulombe, estudante de doutoramento na Universidade de Montr\u00e9al, membro do iREx (Trottier Institute for Research on Exoplanets) e autor principal do artigo sobre o exoplaneta. “Usando este tipo de medi\u00e7\u00f5es, seremos capazes de detetar tais mol\u00e9culas para uma vasta gama de planetas nos pr\u00f3ximos anos!”, acrescentou Bj\u00f6rn Benneke, professor na mesma institui\u00e7\u00e3o de ensino, membro do iREx e coautor do artigo cient\u00edfico. Benneke \u00e9 tamb\u00e9m o orientador de doutoramento de Coulombe e tem liderado os esfor\u00e7os mundiais para estudar WASP-18 b desde 2016.<\/p>\n\n\n

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A equipa obteve o espectro de emiss\u00e3o t\u00e9rmica de WASP-18 b medindo a quantidade de luz que este emite na gama de comprimentos de onda de 0,85 a 2,8 micr\u00f3metros com o instrumento NIRISS do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA, captando 65% da energia total emitida pelo planeta. WASP-18 b \u00e9 t\u00e3o quente no lado diurno (com bloqueio de mar\u00e9; o mesmo lado que est\u00e1 sempre virado para a sua estrela, como a Lua para a Terra) que as mol\u00e9culas de vapor de \u00e1gua se quebrariam. O Telesc\u00f3pio Webb observou diretamente vapor de \u00e1gua no planeta, mesmo em quantidades relativamente pequenas, indicando a sensibilidade do observat\u00f3rio.
Cr\u00e9dito: NASA\/JPL-Caltech (R. Hurt\/IPAC)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

O trabalho do instrumento NIRISS e dos cientistas em in\u00edcio de carreira<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A equipa de astr\u00f3nomos observou WASP-18 b durante cerca de seis horas, utilizando um dos instrumentos do Webb, o NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph), contribu\u00eddo pela Ag\u00eancia Espacial Canadiana e por v\u00e1rios parceiros, incluindo a Universidade de Montr\u00e9al e o iREx.<\/p>\n\n\n\n

“Dado que as caracter\u00edsticas da \u00e1gua, neste espectro, s\u00e3o t\u00e3o subtis, era dif\u00edcil identific\u00e1-las em observa\u00e7\u00f5es anteriores. Isso fez com que fosse realmente excitante ver finalmente as caracter\u00edsticas da \u00e1gua com estas observa\u00e7\u00f5es do JWST”, disse Anjali Piette, p\u00f3s-doutorada no Instituto Carnegie para Ci\u00eancia e uma das autoras da nova investiga\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

As observa\u00e7\u00f5es de WASP-18 b foram recolhidas no \u00e2mbito do programa ERS (Early Release Science) da Comunidade de Exoplanetas em Tr\u00e2nsito, liderado por Natalie Batalha, astr\u00f3noma da Universidade da Calif\u00f3rnia, Santa Cruz, que ajudou a coordenar a nova investiga\u00e7\u00e3o e os mais de cem investigadores da equipa. Grande parte deste trabalho inovador est\u00e1 a ser feito por cientistas em in\u00edcio de carreira como Coulombe, Challener, Piette e Mansfield.<\/p>\n\n\n\n

A proximidade, tanto \u00e0 sua estrela como de n\u00f3s, ajudou a tornar WASP-18 b um alvo t\u00e3o intrigante para estes cientistas, tal como a sua grande massa. WASP-18 b \u00e9 um dos mundos mais massivos cujas atmosferas podemos investigar. Os astr\u00f3nomos est\u00e3o a tentar compreender como \u00e9 que esses planetas se formam e chegam ao ponto onde se encontram nos seus sistemas. Tamb\u00e9m, aqui, o Webb d\u00e1 algumas respostas.<\/p>\n\n\n\n

“Ao analisar o espectro de WASP-18 b, n\u00e3o s\u00f3 aprendemos sobre as v\u00e1rias mol\u00e9culas que podem ser encontradas na sua atmosfera, mas tamb\u00e9m sobre como se formou. As nossas observa\u00e7\u00f5es mostram que a composi\u00e7\u00e3o de WASP-18 b \u00e9 muito semelhante \u00e0 da sua estrela, o que significa que muito provavelmente se formou a partir dos restos de g\u00e1s que estavam presentes logo ap\u00f3s o nascimento da estrela”, disse Coulombe. “Esses resultados s\u00e3o muito valiosos para se obter uma imagem clara de como planetas estranhos como WASP-18 b, que n\u00e3o t\u00eam equivalente no nosso Sistema Solar, surgiram”.<\/p>\n\n\n\n

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