Cientistas do MIT desenvolveram uma nova técnica para determinar a massa de exoplanetas, usando apenas o seu sinal de trânsito – diminuições de luz à medida que um planeta passa em frente da sua estrela. Estes dados têm sido tradicionalmente utilizados para determinar o tamanho e as propriedades atmosféricas de um planeta, mas a equipa do MIT encontrou uma forma de interpretá-los de forma a revelar também a massa do planeta.
“Com este método, percebemos que a massa planetária – um parâmetro chave que, se faltasse, poderia ter-nos impedido de avaliar a habitabilidade do primeiro planeta potencialmente habitável do tamanho da Terra na próxima década – será realmente acessível, juntamente com a sua atmosfera atmosférica. propriedades”, diz Julien de Wit, estudante de pós-graduação do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT.
Para provar que a temperatura, o perfil de pressão e a densidade atmosférica de um planeta podem ser derivados independentemente de um espectro de transmissão, de Wit teve de demonstrar que cada parâmetro tem um efeito distinto num espectro de transmissão. De Wit realizou novas derivações analíticas a partir dos primeiros princípios da transferência radiativa e descobriu que uma constante matemática do século XVIII chamada constante de Euler-Mascheroni ajuda a revelar os efeitos individuais de cada parâmetro. Por outras palavras, esta constante funcionou como uma “chave de encriptação” para descodificar o processo pelo qual as propriedades da atmosfera de um planeta são incorporadas no seu espectro de transmissão.
“Isso realmente ajuda você a desbloquear tudo e revelar, a partir dessas equações malucas, quais propriedades atmosféricas fazem o que e como”, diz de Wit. “Você encontra essa constante em muitos problemas físicos, e é divertido vê-la reaparecer na ciência planetária.”
Para testar o método, de Wit aplicou a técnica a um exoplaneta recentemente descoberto, conhecido como 189733b, localizado a 63 anos-luz de distância. A partir de seus cálculos, de Wit chegou à mesma medida de massa obtida por outros usando a velocidade radial.
Usando as especificações de futuros telescópios espaciais de alta resolução, como o Telescópio Espacial James Webb - um instrumento projetado para estudar atmosferas exoplanetárias - os autores mostraram que a nova técnica será capaz de caracterizar a massa e as propriedades atmosféricas de corpos menores, do tamanho da Terra. planetas.
Mark Swain, cientista pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, diz que a nova técnica do grupo será muito útil na determinação da composição e, em última análise, da habitabilidade de planetas semelhantes à Terra.
“Conhecer a massa é uma peça muito importante do quebra-cabeça”, diz Swain, que não esteve envolvido na pesquisa.
“Se você descobrisse que a composição do planeta era quase certamente sólida, que exigia uma quantidade significativa de água misturada com um núcleo de silicato, e você sabia que tinha temperaturas do tipo zona habitável, você poderia ser um bom argumento para estudos aprofundados. desse mundo, porque tem o que parecem ser os ingredientes para um planeta habitável.”
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