Os cientistas simularam condições que permitem a formação de céus nebulosos em exoplanetas ricos em água, um passo crucial para determinar como a nebulosidade atrapalha as observações por telescópios terrestres e espaciais.

A investigação oferece novas ferramentas para estudar a química atmosférica dos exoplanetas e ajudará os cientistas a modelar como os exoplanetas aquáticos se formam e evoluem, descobertas que poderão ajudar na procura de vida para além do nosso sistema solar.

“O panorama geral é se existe vida fora do Sistema Solar, mas tentar responder a esse tipo de questão requer modelagens realmente detalhadas de todos os tipos diferentes, especificamente em planetas com muita água”, disse a coautora Sarah Hörst, da Johns Hopkins. professor associado de ciências da Terra e planetárias. “Este tem sido um enorme desafio porque simplesmente não temos o trabalho de laboratório para fazer isso, então estamos tentando usar essas novas técnicas de laboratório para aproveitar melhor os dados que estamos coletando com todos esses grandes e sofisticados telescópios."

A equipe publicou suas descobertas hoje na Nature Astronomy .

O fato de a atmosfera de um planeta conter neblina ou outras partículas tem uma influência marcante nas temperaturas globais, nos níveis de luz estelar que chegam e noutros fatores que podem impedir ou fomentar a atividade biológica, disseram os investigadores.

A equipe realizou os experimentos em uma câmara personalizada no laboratório de Hörst. Eles são os primeiros a determinar quanta neblina pode se formar em planetas aquáticos além do sistema solar, disse Hörst.

A neblina consiste em partículas sólidas suspensas em um gás e altera a forma como a luz interage com esse gás. Diferentes níveis e tipos de neblina podem afetar a forma como as partículas se espalham pela atmosfera, mudando o que os cientistas podem detectar sobre planetas distantes com telescópios.

"A água é a primeira coisa que procuramos quando tentamos ver se um planeta é habitável, e já existem observações emocionantes de água em atmosferas de exoplanetas. Mas as nossas experiências e modelos sugerem que estes planetas provavelmente também contêm neblina," disse. Chao He , um cientista planetário que liderou a pesquisa na Johns Hopkins. "Esta neblina realmente complica as nossas observações, pois obscurece a nossa visão da química atmosférica e das características moleculares de um exoplaneta."

Os cientistas estudam exoplanetas com telescópios que observam como a luz passa através da sua atmosfera, identificando como os gases atmosféricos absorvem diferentes matizes ou comprimentos de onda dessa luz. Observações distorcidas podem levar a erros de cálculo das quantidades de substâncias importantes no ar, como água e metano, e do tipo e níveis de partículas na atmosfera. Tais interpretações erradas podem prejudicar as conclusões dos cientistas sobre as temperaturas globais, a espessura da atmosfera e outras condições planetárias, disse Hörst.

Os novos dados correspondem às assinaturas químicas de um exoplaneta bem estudado chamado GJ 1214 b com mais precisão do que pesquisas anteriores, demonstrando que neblinas com diferentes propriedades ópticas podem levar a interpretações erradas da atmosfera de um planeta.

As atmosferas alienígenas podem ser muito diferentes daquelas do nosso sistema solar, disse Hörst, acrescentando que existem mais de 5.000 exoplanetas confirmados com químicas atmosféricas variadas.

A equipe está agora trabalhando para criar mais “análogos” de neblina feitos em laboratório com misturas de gases que representem com mais precisão o que eles veem com os telescópios.

“As pessoas poderão usar esses dados quando modelarem essas atmosferas para tentar entender coisas como como é a temperatura na atmosfera e na superfície desse planeta, se existem nuvens, qual a sua altura e de que são feitas. , ou quão rápido os ventos vão", disse Hörst. "Todos estes tipos de coisas podem ajudar-nos a realmente concentrar a nossa atenção em planetas específicos e a tornar as nossas experiências únicas, em vez de apenas executarmos testes generalizados quando tentamos compreender o panorama geral."

Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa de Pesquisa de Exoplanetas da NASA 80NSSC20K0271 e pelo Programa de Pesquisa e Análise Astrofísica da NASA NNX17AI87G.

Outros autores incluem Michael Radke e Sarah E. Moran, da Johns Hopkins; Nikole K. Lewis, da Universidade Cornell; Julianne I. Moses do Instituto de Ciências Espaciais; Mark S. Marley, da Universidade do Arizona; Natasha E. Batalha do Centro de Pesquisa Ames da NASA; Eliza M.-R. Kempton, da Universidade de Maryland, College Park; Caroline V. Morley, da Universidade do Texas em Austin; Jeff A. Valenti, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial; e Véronique Vuitton, da Université Grenoble Alpes.