Astronomia

Como o primeiro exoplaneta foi detectado?

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Como foi descoberto o primeiro exoplaneta? Qual método foi usado para detectá-lo?


Esta questão é um pouco complicada porque não tem certeza do que conta como "descoberta" de um exoplaneta. Hoje, contamos um exoplaneta como tendo sido descoberto se ele puder ser detectado por duas técnicas separadas ou três trânsitos separados (se encontrado pelo método de trânsito). Algumas das primeiras caçadas a exoplanetas realmente os encontraram, mas muitos de seus resultados iniciais foram duvidosos ou questionáveis ​​(e às vezes errados) e não foram realmente confirmados até muito mais tarde. Então você conta um planeta como sendo descoberto quando foi potencialmente detectado pela primeira vez ou não o conta até que seja completamente confirmado?

Primeira detecção de exoplaneta

A primeira vez que alguém alegou ter descoberto um exoplaneta foi em 1988. Os astrônomos Bruce Campbell, G. A. H. Walker e Stephenson Yang anunciaram que haviam descoberto um planeta ao redor da estrela Gamma Cephei usando o método da velocidade radial. No entanto, seus resultados não foram tão bons, pois, na época, a detecção estava no limiar de suas capacidades tecnológicas e seus resultados não eram totalmente críveis. Só anos depois é que este planeta foi realmente confirmado como existindo. Contar isso como a primeira descoberta real de exoplaneta ou não depende do que você define como descoberta, visto que a confirmação real só veio anos após a primeira detecção.

Primeira detecção confirmada de exoplaneta

Em 1992, Aleksander Wolszczan e Dale Frail conseguiram encontrar e confirmar um planeta ao redor do pulsar PSR B1257 + 12, novamente com o método da velocidade radial. Nesse momento, suas medidas eram boas o suficiente para serem acreditadas e, portanto, consideradas "confirmadas".

Primeira detecção confirmada de exoplaneta em torno de uma estrela de sequência principal

Este caso é particularmente conhecido porque foi a primeira vez que um exoplaneta foi detectado e confirmado a sua existência em torno de uma estrela normal da sequência principal. Isso ocorreu em 1995 em torno da estrela 51 Pegasi. Esta descoberta foi feita por Michel Mayor e Didier Queloz. Muitas pessoas considerariam esta a primeira descoberta de exoplaneta "verdadeira" e citarão este caso se você perguntar quando a primeira descoberta de exoplaneta foi feita.


Os primeiros exoplanetas descobertos orbitam em torno de estrelas de nêutrons e pulsares em particular.

Pulsares que não têm planetas e que não fazem parte de um sistema estelar múltiplo exibem uma frequência extremamente regular. Esta frequência é modulada pela frequência orbital em sistemas binários que contêm um pulsar. Um pulsar com planetas exibirá uma modulação de frequência semelhante (mas reduzida) porque o pulsar e os planetas orbitam um ao outro. As técnicas de temporização utilizadas para determinar se os pulsares são membros de um sistema binário possibilitaram a descoberta dos primeiros exoplanetas, em 1992.


Em um primeiro momento, os astrônomos detectam ventos fortes em um exoplaneta

Desde que o primeiro exoplaneta - um planeta fora do nosso sistema solar - foi descoberto em 1995, mais de 460 outros foram encontrados. Embora os astrônomos tenham conseguido medir o tamanho, as características orbitais e até mesmo algumas das moléculas que compõem a atmosfera de alguns exoplanetas, muitos mistérios sobre sua formação e evolução permanecem.

Uma equipe de astrônomos, incluindo um pesquisador do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT, se tornou a primeira a medir o vento na atmosfera de um exoplaneta. Ao detectar ventos fortes em HD209458b, um enorme exoplaneta localizado a 150 anos-luz de distância que é um pouco mais da metade da massa de Júpiter, os pesquisadores puderam medir o movimento do planeta enquanto orbitava sua estrela hospedeira - também outra inovação para pesquisas exoplanetárias.

O trabalho, que é detalhado em artigo publicado em 24 de junho em Natureza, irá orientar pesquisas futuras sobre exoplanetas, uma vez que compreender as propriedades da atmosfera de um planeta é um primeiro passo crítico para caracterizar como esse planeta se formou e evoluiu.

Medir o movimento orbital do planeta também é importante porque a velocidade desse movimento pode ser usada com a lei da gravitação universal de Newton para obter uma estimativa mais precisa da massa do planeta e de sua estrela-mãe. Antes, os astrônomos tinham que confiar em modelos matemáticos complexos, bem como nas mudanças na luz que ocorriam quando a estrela hospedeira de um exoplaneta oscilava em resposta à atração gravitacional do exoplaneta, para determinar a massa do exoplaneta. Graças a uma nova técnica que os pesquisadores usaram para estudar o HD209458b, os astrônomos agora devem ser capazes de refinar suas estimativas da massa de alguns exoplanetas e de suas estrelas.

Uma maneira que os astrônomos podem aprender muito sobre um exoplaneta é observando-o enquanto ele passa na frente de sua estrela hospedeira, visto da Terra. Medindo a luz obscurecida por um exoplaneta durante esse evento, conhecido como trânsito, os astrônomos podem aprender detalhes sobre o planeta, como seu tamanho e quais tipos de moléculas existem em sua atmosfera. Dos 463 exoplanetas descobertos até agora, mais de 80 são planetas em trânsito. (HD209458b, identificado em 1999, foi o primeiro exoplaneta em trânsito descoberto.)

Os pesquisadores detectaram os ventos fortes na atmosfera do HD209458b estudando o monóxido de carbono. De acordo com o co-autor e pós-doutorado em Kavli Simon Albrecht, que colaborou com pesquisadores da Universidade de Leiden e do Instituto Holandês de Pesquisas Espaciais (SRON), os resultados estão “entre os muitos pequenos passos que a comunidade astronômica está dando para ser capaz, em alguns ponto, meça as condições atmosféricas em exoplanetas que são gêmeos de nossa Terra. ”

Possível a partir do solo

O que torna o trabalho, parcialmente financiado pela Organização Holandesa de Pesquisa Científica, "potencialmente inovador" é a técnica baseada em solo que foi usada para detectar os ventos e o movimento orbital do HD209458b, de acordo com Adam Showman, um cientista planetário da Universidade de Arizona. “Só o fato de isso ser possível desde o solo é espetacular”, disse ele.

Em vez de usar um instrumento baseado no espaço como o Telescópio Espacial Spitzer da NASA para estudar o planeta distante, os pesquisadores usaram um espectrógrafo de alta resolução baseado em terra no Observatório Europeu do Sul no Chile que pode detectar mudanças sutis no comprimento de onda da luz quando um planeta transita por sua estrela. Enquanto HD209458b transitava em agosto passado, sua estrela-mãe deixou o que o autor principal Ignas Snellen, do Observatório de Leiden, na Holanda, descreveu como "uma impressão digital" de luz que se filtrou pela atmosfera do planeta. Os pesquisadores então usaram o espectrógrafo para analisar aquela impressão de luz para detectar moléculas de monóxido de carbono na atmosfera. “Parece que o H209458b é na verdade tão rico em carbono quanto Júpiter e Saturno, e isso pode indicar que foi formado da mesma maneira”, disse Snellen.

Os pesquisadores então passaram vários meses analisando medidas espectrográficas do movimento do monóxido de carbono graças ao deslocamento Doppler, um fenômeno que cria mudanças sutis de cor nos comprimentos de onda da luz quando algo se move. Quando um objeto se move em nossa direção, ele parece ligeiramente mais azul e, quando se afasta, parece um pouco mais vermelho. O espectrógrafo revelou mudanças de cor na luz absorvida pelo exoplaneta, o que indicava que algo estava movendo o gás. Esse algo, os pesquisadores acreditam, é o vento forte que está soprando monóxido de carbono na atmosfera do planeta a até 10.000 quilômetros por hora (os ventos mais rápidos já detectados em outro planeta em nosso sistema solar estavam soprando a até 2.000 quilômetros por hora em Netuno, de acordo com pesquisas anteriores). Ao rastrear o movimento do monóxido de carbono, os astrônomos puderam medir o movimento do planeta enquanto orbitava sua estrela hospedeira.

Embora os resultados sejam notáveis, pesquisas futuras devem abordar o que pode estar causando os ventos fortes, disse Showman. No momento, o espectrógrafo simplesmente não tem resolução espectral suficiente para distinguir esse nível de detalhe.

Enquanto a equipe continua a refinar a técnica baseada em solo usada nesta pesquisa, Albrecht disse que ele e seus colegas devem fazer "um trabalho melhor" na análise de atmosferas exoplanetárias em busca de moléculas com sinais espectrais mais fracos do que o monóxido de carbono, como a água. O próximo passo é medir a atmosfera dos exoplanetas que estão localizados um pouco mais longe de suas estrelas hospedeiras para ver como essa distância afeta as concentrações detectáveis ​​de monóxido de carbono e outras moléculas.


Os astrônomos detectam uma nova assinatura química na atmosfera de um exoplaneta usando o telescópio Subaru

Figura 1: Comparação de nosso sistema solar (parte superior) e o sistema planetário WASP-33 (parte inferior). As distâncias dos planetas no Sistema Solar não estão em escala. WASP-33b está muito mais perto de sua estrela hospedeira do que Mercúrio está do Sol, pois tem uma alta temperatura de 2.500 graus Celsius devido à radiação extrema de sua estrela hospedeira. Um lado do WASP-33b está constantemente voltado para sua estrela hospedeira, semelhante a como o mesmo lado da Lua sempre está voltado para a Terra. Crédito: WP, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons (parte superior), Centro de Astrobiologia (parte inferior))

Uma colaboração internacional de astrônomos liderados por um pesquisador do Centro de Astrobiologia 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 ultra-quente ", 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 2500 graus C (quente o suficiente para derreter O pesquisador principal baseado no Astrobiology Center 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. Mostra não só que os astrônomos podem detectar esta molécula em atmosferas de exoplanetas, mas também que podem começar a compreender a química detalhada desta população planetária. "

Na atmosfera terrestre, o OH é produzido principalmente pela reação do vapor d'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 o 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, o 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.

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 exclusivos de recursos de absorção escura sobrepostos ao arco-íris de cores (ou espectro) emitido por estrelas e planetas. Conforme o planeta orbita sua estrela hospedeira, sua velocidade relativa para a 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 da 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 de exoplanetas de 'Júpiter quente'.

Figura 2: Impressão artística de um exoplaneta 'Júpiter ultracquente', WASP-33b. Crédito: Centro de Astrobiologia

"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 aos nossos. 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 a Dra. Neale Gibson, professora assistente do Trinity College Dublin e co-autora deste trabalho. vantagem das capacidades únicas 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 os investigadores principais do IRD, Diretor do Centro de Astrobiologia e co-autor deste trabalho.

"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, a uma segunda Terra", disse o Dr. Hajime Kawahara, professor assistente da Universidade de Tóquio e co-autor deste trabalho.

O professor Chris Watson (QUB) da Queen's University Belfast, co-autor deste estudo, continua: "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 em busca de bioassinaturas em mundos menores e potencialmente rochosos, o que pode fornecer dicas para uma das questões mais antigas da humanidade, "Estamos só?"

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


O futuro da humanidade: podemos evitar o desastre?

As mudanças climáticas e a inteligência artificial representam problemas substanciais - e possivelmente existenciais - para a humanidade resolver. Nós podemos?

  • Apenas por vivermos nossas vidas cotidianas, estamos caminhando para um desastre.
  • A humanidade pode acordar para evitar o desastre?
  • Talvez COVID fosse o toque de despertar de que todos precisávamos.

A humanidade tem uma chance de um futuro melhor ou somos simplesmente incapazes de nos impedir de cair de um penhasco? Esta foi a pergunta que me ocorreu ao participar de uma conferência intitulada O Futuro da Humanidade hospedado pelo Instituto de Engajamento Transdisciplinar de Marcelo. A conferência recebeu uma série de palestrantes notáveis, alguns dos quais estavam esperançosos quanto às nossas chances, outros nem tanto. Mas quando se tratava dos perigos que nosso projeto de civilização enfrentava, dois temas apareceram nas conversas de quase todos.

E aqui está o aspecto-chave que unifica esses perigos: estamos fazendo isso por nós mesmos.


Hélio detectado na atmosfera do exoplaneta pela primeira vez

Uma equipe internacional de astrônomos detectou o hélio & # 8212, o segundo elemento mais abundante no Universo depois do hidrogênio & # 8212, na atmosfera de WASP-107b, um exoplaneta supernetuno a aproximadamente 200 anos-luz de distância na constelação de Virgem. Esta é a primeira vez que este gás inerte foi detectado na atmosfera de um planeta extrasolar.

Impressão de um artista do WASP-107b. Crédito da imagem: NASA / ESA / Hubble / M. Kornmesser.

O hélio foi detectado pela primeira vez como uma assinatura de linha espectral amarela desconhecida na luz do sol em 1868. O astrônomo inglês Norman Lockyer foi o primeiro a propor que essa linha se devia a um novo elemento, e deu-lhe o nome do Titã Grego do Sol, Helios.

A equipe de pesquisa, liderada pela astrônoma da Universidade de Exeter, Jessica Spake, usou o instrumento Wide Field Camera 3 no telescópio espacial Hubble da NASA / ESA para descobrir este elemento na atmosfera do WASP-107b.

“O hélio é o segundo elemento mais comum no Universo depois do hidrogênio. É também um dos principais constituintes dos planetas Júpiter e Saturno em nosso Sistema Solar ”, disse Spake.

“No entanto, até agora o hélio não tinha sido detectado em exoplanetas & # 8212, apesar das pesquisas por ele.”

WASP-107b é um dos planetas de menor densidade conhecidos: embora o planeta tenha aproximadamente o mesmo tamanho de Júpiter, ele tem apenas 12% da massa de Júpiter.

Orbitando sua estrela hospedeira & # 8212 a estrela altamente ativa da sequência principal tipo K WASP-107 & # 8212 a cada seis dias, WASP-107b tem uma das atmosferas mais legais de qualquer um dos exoplanetas descobertos, embora a 932 graus Fahrenheit (500 graus Celsius) ainda é radicalmente mais quente que a Terra.

"A quantidade de hélio detectada na atmosfera do WASP-107b é tão grande que sua atmosfera superior deve se estender dezenas de milhares de quilômetros no espaço", disseram os astrônomos.

“Uma vez que sua atmosfera é tão estendida, WASP-107b está perdendo uma quantidade significativa de seus gases atmosféricos para o espaço & # 8212 entre

0,1-4% da massa total de sua atmosfera a cada bilhão de anos. ”

Ao analisar o espectro de luz que passa pela parte superior da atmosfera do exoplaneta, Spake e os co-autores foram capazes de detectar a presença de hélio em um estado excitado.

A força significativa do sinal medido explorou uma nova técnica que não depende de medições de UV que têm sido historicamente usadas para estudar as atmosferas de exoplanetas superiores.

Os astrônomos acreditam que esta nova técnica, que usa luz infravermelha, pode abrir novos caminhos para explorar a atmosfera de mais exoplanetas do tamanho da Terra encontrados nas partes mais distantes do Universo.

“O sinal forte do hélio que medimos demonstra uma nova técnica para estudar as camadas superiores da atmosfera de exoplanetas em uma gama mais ampla de planetas”, disse Spake.

“Os métodos atuais, que usam luz ultravioleta, são limitados aos exoplanetas mais próximos. Sabemos que há hélio na atmosfera superior da Terra e esta nova técnica pode nos ajudar a detectar atmosferas ao redor de exoplanetas do tamanho da Terra & # 8212, o que é muito difícil com a tecnologia atual. ”

"Nosso novo método, junto com futuros telescópios como o Telescópio Espacial James Webb da NASA / ESA / CSA, nos permitirá analisar a atmosfera de exoplanetas com muito mais detalhes do que nunca", disse o membro da equipe Dr. David Sing, também do University of Exeter.

“O hélio que detectamos se estende até o espaço como uma nuvem tênue ao redor do planeta. Se planetas menores, do tamanho da Terra, têm nuvens de hélio semelhantes, esta nova técnica oferece um meio empolgante de estudar suas atmosferas superiores em um futuro muito próximo ”, disse o membro da equipe Dr. Tom Evans, também da Universidade de Exeter.

Os resultados foram publicados online esta semana no jornal Natureza.


K2-18 b

K2-18 b foi descoberto em 2015 e é uma das centenas de "super-Terras" - planetas com uma massa entre a Terra e Netuno - encontrados pela espaçonave Kepler da NASA. É um planeta com oito vezes a massa da Terra que orbita a chamada estrela “anã vermelha”, que é muito mais fria que o sol.

No entanto, K2-18b está localizado na “zona habitável” de sua estrela, o que significa que tem a temperatura certa para suportar água líquida. Dada a sua massa e raio, K2-18 b não é um planeta gasoso, mas tem uma alta probabilidade de ter uma superfície rochosa.

Desenvolvemos algoritmos para analisar a luz das estrelas filtrada por este planeta usando espectroscopia de trânsito, com dados fornecidos pelo Telescópio Espacial Hubble.

Telescópio espacial Hubble. NASA

Isso nos permitiu fazer a primeira detecção bem-sucedida de uma atmosfera com vapor d'água em torno de um planeta não gasoso, que também está localizado dentro da zona habitável de sua estrela.

Para que um exoplaneta seja definido como habitável, há uma longa lista de requisitos que precisam ser satisfeitos. Uma é que o planeta precisa estar na zona habitável onde a água pode existir na forma líquida. Também é necessário que o planeta tenha uma atmosfera para protegê-lo de qualquer radiação nociva vinda de sua estrela hospedeira.

Outro elemento importante é a presença da água, vital para a vida como a conhecemos. Embora existam muitos outros critérios de habitabilidade, como a presença de oxigênio na atmosfera, nossa pesquisa fez do K2-18b o melhor candidato até o momento. É o único exoplaneta a cumprir três requisitos de habitabilidade: as temperaturas certas, uma atmosfera e a presença de água.

No entanto, não podemos dizer, com os dados atuais, exatamente a probabilidade de o planeta suportar vida. Nossos dados são limitados a uma área do espectro - isso mostra como a luz é dividida por comprimento de onda - onde a água domina, então outras moléculas infelizmente não podem ser confirmadas.


Como dois ganhadores do Prêmio Nobel identificaram o primeiro exoplaneta

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Michel Mayor e Didier Queloz ganharam o Prêmio Nobel por sua descoberta em 1995 de um planeta circundando uma estrela distante na constelação de Pégaso. Ilustração: NASA

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O Prêmio Nobel de Física de 2019 foi concedido na terça-feira em parte a Michel Mayor e Didier Queloz por uma descoberta incrível que fizeram em 1995: a primeira detecção de um planeta orbitando uma estrela distante semelhante ao nosso sol. Antes disso, os únicos planetas no mapa eram os oito em nosso próprio sistema solar. Nem sabíamos se os planetas eram comuns ou raros no universo - uma questão com grandes implicações para a possível existência de vida alienígena.

Foi uma grande façanha de investigação científica. Mayor e Queloz olharam para uma estrela na constelação de Pegasus chamada 51 Pegasi, que está a 50,45 anos-luz de distância. Podemos ver a luz emitida pela estrela, mas a essa distância o tamanho angular da fonte é muito pequeno para os telescópios determinarem. Em outras palavras, não podemos realmente ver a própria estrela. E se você não consegue ver a estrela, certamente não consegue ver um planeta muito menor circulando-a.

Então, como eles fizeram isso? Com a física, é claro. Como acontece com todas as coisas, a melhor maneira de entender é construir um modelo. Então, vamos construir um modelo simples do primeiro exoplaneta já detectado.

A estrela 51 Pegasi é muito parecida com o nosso Sol - um pouco mais massiva, mas você provavelmente não conseguiria distingui-las se estivessem igualmente por perto. O planeta, erroneamente apelidado de 51 Pegasi b, é um gigante gasoso como Júpiter, mas está ridiculamente perto de sua estrela, com um raio orbital de apenas cerca de 0,05 UA. (UA significa unidade astronômica, que é a distância média da Terra ao Sol). Apenas para comparação, Júpiter tem um raio orbital de cerca de 5 UA.

Agora, vou voltar atrás, com o benefício de uma visão retrospectiva. Usaremos as massas estimadas da estrela e do exoplaneta, junto com o raio orbital, para modelar o comportamento deste sistema estrela-planeta e, em seguida, mostrarei como você pode detectá-lo. O prefeito e Queloz, é claro, tiveram que derivar essas estimativas dos dados. Mas eles provavelmente tinham um modelo semelhante em mente para orientar seu trabalho.

OK, em qualquer sistema solar, há uma força gravitacional puxando uma estrela e um planeta juntos. Esta força atrativa depende da massa de cada objeto (Ms e mp) e a distância (r ) entre eles, e sua magnitude é dada por:


Luz refletida de exoplaneta detectada pela primeira vez

Uma equipe internacional de astrônomos, liderada pela professora Svetlana Berdyugina, do Instituto de Astronomia ETH de Zurique, conseguiu pela primeira vez detectar e monitorar a luz visível que se espalha na atmosfera de um exoplaneta.

Empregando técnicas semelhantes a como os óculos de sol Polaroid filtram a luz do sol refletida para reduzir o brilho, a equipe de cientistas foi capaz de extrair luz polarizada para aumentar o brilho fraco da luz das estrelas refletida de um exoplaneta. Como resultado, os cientistas puderam inferir o tamanho de sua atmosfera inchada. Eles também traçaram diretamente a órbita do planeta, uma façanha de visualização impossível por métodos indiretos.

O exoplaneta em trânsito em estudo circunda a estrela anã HD189733 na constelação de Vulpecula e fica a mais de 60 anos-luz da Terra. Conhecido como HD189733b, este exoplaneta foi descoberto há dois anos por espectroscopia Doppler. HD189733b está tão perto de sua estrela-mãe que sua atmosfera se expande com o calor. Até agora, os astrônomos nunca viram a luz refletida de um exoplaneta, embora tenham deduzido de outras observações que HD189733b provavelmente se assemelha a um 'Júpiter quente' - um planeta orbitando extremamente perto de sua estrela-mãe. Ao contrário de Júpiter, no entanto, HD189733b orbita sua estrela em alguns dias, em vez dos 12 anos que Júpiter leva para fazer uma órbita ao redor do sol.

A equipe internacional, composta por Svetlana Berdyugina, Dominique Fluri (ETH Zurique), Andrei Berdyugin e Vilppu Piirola (Observatório Tuorla, Finlândia), usou o telescópio KVA de 60 cm por controle remoto. O telescópio, que pertence à Real Academia de Ciências da Suécia, está localizado em La Palma, na Espanha, e foi modernizado por cientistas na Finlândia. Os pesquisadores obtiveram medidas polarimétricas da estrela e de seu planeta. Eles descobriram que o pico de polarização ocorre perto dos momentos em que metade do planeta é iluminada pela estrela vista da Terra. Esses eventos ocorrem duas vezes durante a órbita, semelhantes às fases da meia-lua.

A polarização indica que a dispersão da atmosfera é consideravelmente maior (& gt30%) do que o corpo opaco do planeta visto durante os trânsitos e muito provavelmente consiste em partículas menores do que meio mícron, por exemplo, átomos, moléculas, pequenos grãos de poeira ou talvez vapor de água, que foi recentemente sugerido para estar presente na atmosfera. Essas partículas espalham efetivamente a luz azul - exatamente no mesmo processo de espalhamento que cria o céu azul da atmosfera terrestre. Os cientistas também conseguiram, pela primeira vez, recuperar a orientação da órbita do planeta e traçar seu movimento no céu.

"A detecção polarimétrica da luz refletida de exoplanetas abre novas e vastas oportunidades para explorar as condições físicas em suas atmosferas", disse a professora Svetlana Berdyugina. "Além disso, mais pode ser aprendido sobre raios e verdadeiras massas e, portanto, as densidades de planetas não transitando."

Referência: Svetlana V. Berdyugina, Andrei V. Berdyugin, Dominique M. Fluri, Vilppu Piirola: Primeira detecção de luz espalhada polarizada de uma atmosfera exoplanetária, Astrophys. J. Lett., Publicação online 24. Dezembro 2007.

Fonte da história:

Materiais fornecidos por ETH Zurique / Instituto Federal Suíço de Tecnologia. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.


O primeiro exoplaneta foi descoberto 25 anos atrás

Houve um tempo em que a humanidade acreditava que a Terra era o universo inteiro. À medida que nosso lugar no cosmos se tornava claro, era natural imaginar se havia planetas ao redor de outras estrelas. Hoje, sabemos que a resposta a essa pergunta é um retumbante & # 8220 sim & # 8221 e tudo começou há exatamente 25 anos. Foi quando os astrônomos anunciaram a descoberta do primeiro exoplaneta orbitando uma estrela parecida com o sol. Era conhecido como 51 Pegasi b, e mudou para sempre a forma como estudamos o universo.

Astrônomos anunciaram a descoberta de 51 Pegasi b em 6 de outubro de 1995. Lembro-me vividamente de assistir a uma reportagem sobre isso quando eu era um nerd de 11 anos. Uma semana após o anúncio, outra equipe confirmou a observação, consolidando o lugar da 51 Pegasi b & # 8217s na história. Foi um grande negócio na época, e a importância da descoberta só se tornou mais clara agora que estamos na era de ouro da detecção de exoplanetas. 51 Pegasi b até ganhou seus descobridores um Prêmio Nobel de Física em 2019.

51 Pegasi b orbita a estrela 51 Pegasi a cerca de 50 anos-luz de distância da Terra. Michel Mayor e Didier Queloz, da Universidade de Genebra, localizaram 51 Pegasi b usando o que hoje conhecemos como método da velocidade radial. Um espectroscópio muito sensível apontado para a estrela mostrou pequenas mudanças de velocidade da ordem de 70 metros por segundo. A dupla confirmou que a oscilação foi devido à gravidade de um exoplaneta - 51 Pegasi b. Ainda descobrimos alguns exoplanetas usando o mesmo método básico, embora a maioria das detecções seja feita com o método de trânsito. É isso que o telescópio Kepler e o mais recente satélite TESS usam.

Os pesquisadores determinaram que 51 Pegasi b era um gigante gasoso com cerca de metade do tamanho de Júpiter e que mais tarde serviu de base para o novo nome do planeta. Em 2014, a União Astronômica Internacional (IAU) lançou um projeto para dar nomes próprios a estrelas e exoplanetas importantes, em vez do estranho esquema de letras que usamos para a maioria deles. Ele se estabeleceu em Helvetios para a estrela e Dimidium para o planeta, o último dos quais vem do latim para & # 8220half. & # 8221

O método da velocidade radial para detectar um exoplaneta.

Embora 51 Pegasi b não tenha sido o primeiro planetóide descoberto fora do sistema solar, foi o primeiro que poderíamos considerar um planeta & # 8220 real & # 8221. As primeiras detecções de exoplanetas foram feitas em 1992, quando astrônomos viram um par de mundos (provavelmente destruídos) orbitando um pulsar conhecido como PSR B1257 + 12. No entanto, 51 Pegasi é uma estrela & # 8220 seqüência principal & # 8221 semelhante ao sol, tornando seu planeta um objeto muito mais interessante. O planeta também orbita muito perto da estrela, com temperatura superior a 1.000 graus Fahrenheit. Isso não era compatível com nossas teorias sobre a formação do sistema solar em 1995, mas agora sabemos que & # 8220hot Júpiter & # 8221 são bastante comuns.

O Dimidium nos colocou em um caminho para entender melhor o universo e pensar em todo o progresso feito nos 25 anos que se seguiram. Em 1995, sabíamos sobre um exoplaneta. Agora, existem mais de 4.000 nos livros. Há até mesmo um na porta ao lado em Proxima Centauri. Onde estaremos daqui a 25 anos? Planetas extragaláticos? Planetas que suportam vida alienígena? Seu palpite é tão bom quanto o nosso.