A superfície do exoplaneta K2-18b pode estar coberta por oceanos, descobre James Webb.

Astronomia Busca pela vida

O planeta Hycean K2–18 b tem cerca de duas vezes o tamanho da Terra e orbita na zona habitável de uma estrela localizada a 120 anos-luz do nosso sistema solar.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) descobriu evidências de moléculas à base de carbono na atmosfera de um mundo oceânico suspeito. O exoplaneta conhecido como K2-18b é um alvo tentador para astrônomos em busca de vida além do nosso sistema solar, pois pesquisas e observações anteriores com o Telescópio Espacial Hubble indicaram que o planeta pode ser um mundo oceânico ou “Hycean” repleto de água líquida, um ingrediente vital para a vida. K2-18b possui um raio entre duas e três vezes maior que o da Terra e está localizado a 120 anos-luz de distância do nosso sistema solar.

Os novos resultados revelaram traços de dióxido de carbono e metano na atmosfera de K2-18b, sem detectar amônia, o que provavelmente indica a presença de um oceano de água sob uma atmosfera rica em hidrogênio.

“Nossas descobertas destacam a importância de considerar ambientes habitáveis diversos na busca por vida em outros lugares”, disse Nikku Madhusudhan, cientista da Universidade de Cambridge e autor principal da pesquisa, em um comunicado. “Tradicionalmente, a busca por vida em exoplanetas tem se concentrado principalmente em planetas rochosos menores, mas os maiores mundos Hycean são significativamente mais propícios a observações atmosféricas.”


Localizado na zona habitável de sua estrela – a região que não é nem muito quente nem muito fria para hospedar água líquida – K2–18 b é um exemplo de planeta com tamanho entre a Terra e o gigante de gelo do sistema solar, Netuno. Esses mundos são chamados de “sub-Netunos” e são diferentes de qualquer planeta no sistema solar, o que os torna algo misterioso para os astrônomos, que atualmente debatem a natureza de suas atmosferas.

Esta pesquisa deverá ajudar a começar a revelar os segredos em torno das atmosferas e das condições ambientais tanto dos sub-Netunos quanto dos mundos Hycean.

Isso é uma prova de vida fora do sistema solar?

Além de encontrar moléculas de carbono, as descobertas do JWST também mostraram a possível presença de algo potencialmente mais emocionante na atmosfera de K2–18 b.

O telescópio espacial parece ter detectado sulfeto de dimetila (DMS), que na Terra é produzido apenas como subproduto da vida, principalmente criado por fitoplâncton. A equipe é cautelosa em relação a essa detecção, que é muito menos certa do que a presença de moléculas de carbono. “As próximas observações do Webb deverão ser capazes de confirmar se o DMS está de fato presente na atmosfera de K2–18 b em níveis significativos”, explicou Madhusudhan.

Esse senso de cautela deve ser aplicado às descobertas de K2–18 b em geral quando se especula sobre vida alienígena. Mesmo que o planeta tenha um oceano de água líquida e uma atmosfera contendo moléculas de carbono, isso não significa necessariamente que ele abriga vida ou que o exoplaneta possa sequer sustentar seres vivos.

Com uma largura cerca de 2,6 vezes a da Terra, o tamanho do planeta significa que seu interior contém gelo de alta pressão semelhante a Netuno, mas com uma atmosfera mais fina e uma superfície oceânica. Isso significa que o planeta pode estar evaporando água líquida, tornando seus oceanos muito quentes para abrigar vida.

O espectro de K2-18 b, obtido com o NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) e NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb, exibe uma abundância de metano e dióxido de carbono na atmosfera do exoplaneta, bem como uma possível detecção de uma molécula chamada sulfeto de dimetila (DMS). A detecção de metano e dióxido de carbono, e a ausência de amônia, são consistentes com a presença de um oceano sob uma atmosfera rica em hidrogênio em K2-18 b e orbita a estrela anã fria K2-18 na zona habitável e está a 120 anos-luz da Terra. (Crédito da imagem: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Universidade de Cambridge))

Avaliar a composição das atmosferas de mundos distantes como K2–18 b não é tarefa fácil porque a luz refletida por suas atmosferas é muito fraca em comparação com a luz de suas estrelas-mãe. Madhusudhan e sua equipe fizeram isso para K2–18 b aguardando que o planeta cruzasse a face de sua estrela do ponto de vista do JWST. Isso significa que a luz de sua estrela-mãe brilha diretamente através da atmosfera do planeta.

Elementos químicos e compostos absorvem e emitem luz em comprimentos de onda específicos e característicos, o que significa que, quando estão na atmosfera de um planeta, deixam uma “impressão digital” distinta na luz das estrelas, os “espectros” da estrela, à medida que passa por essa atmosfera.

“Esse resultado só foi possível devido à faixa de comprimento de onda estendida e à sensibilidade sem precedentes do JWST, que possibilitou a detecção robusta de características espectrais com apenas duas passagens”, explicou Madhusudhan. “Para comparação, uma observação de uma passagem com o JWST proporcionou precisão comparável a oito observações com o Hubble realizadas ao longo de alguns anos e em uma faixa de comprimento de onda relativamente estreita.”

As descobertas da equipe refletem dados coletados pelo JWST durante apenas duas passagens de K2–18 b diante de sua estrela-mãe. Mais observações do exoplaneta estão a caminho, mas a equipe por trás dessas descobertas acredita que o que eles já viram até agora é uma prova do poder do JWST, com apenas uma passagem capaz de fornecer tantos dados quanto o Hubble conseguiu obter em oito travessias semelhantes.

A equipe continuará a observar K2–18 b com o JWST, e em particular com seu Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI), com o objetivo de validar suas descobertas e também obter mais informações sobre as condições ambientais no exoplaneta.

“Nosso objetivo final é a identificação de vida em um exoplaneta habitável, o que transformaria nossa compreensão de nosso lugar no universo”, concluiu Madhusudhan. “Nossas descobertas representam um passo promissor em direção a uma compreensão mais profunda dos mundos Hycean nessa busca.”

A pesquisa da equipe foi aceita para publicação no Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Space.com

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-exoplanet-atmosphere-carbon-dioxide-methane


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