24 de abr de 2017

Oceanos em abundância: Novo estudo sugere que maioria dos planetas habitáveis têm pouca terra seca

Os continentes noutros mundos habitáveis podem ter dificuldade em subir acima do nível do mar, tal como grande parte da Europa nesta ilustração, que representa a Terra com uma cobertura oceânica de 80%.Crédito: © Antartis/Depositphotos.com

Para os exploradores exoplanetários do futuro, talvez seja aconselhado trazer equipamento de mergulho. Um novo estudo, publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, usou um modelo estatístico para prever que a maioria dos planetas habitáveis podem ser dominados por oceanos que abrangem mais de 90% da sua superfície. O autor do estudo, o Dr. Fergus Simpson do Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona, construiu um modelo estatístico - baseado na probabilidade bayesiana - para prever a divisão entre terra e água em exoplanetas habitáveis.
Para uma superfície planetária possuir extensas áreas, tanto de terra como de água, deverá ter atingido um delicado equilíbrio entre o volume de água que retém ao longo do tempo e o espaço que tem para a armazenar nas suas bacias oceânicas. Ambas estas quantidades podem variar substancialmente em todo o espectro dos mundos que contêm água, e o porquê de os valores da Terra estarem tão bem equilibrados é um enigma de longa data ainda não resolvido.

No artigo científico, o autor Fergus Simpson construiu um modelo estatístico para prever a divisão entre terra e água em exoplanetas habitáveis.Crédito: © Antartis/Depositphotos.com

O modelo de Simpson prevê que a maioria dos planetas habitáveis são dominados por oceanos que abrangem mais de 90% da sua área de superfície. Esta conclusão foi alcançada porque o próprio planeta Terra está muito próximo de ser considerado um "mundo aquático" - um mundo onde toda a terra está imersa sob um único oceano. "Um cenário no qual a Terra contém menos água que a maioria dos outros planetas habitáveis seria consistente com os resultados das simulações, e pode ajudar a explicar porque é que alguns planetas são menos densos do que esperávamos," explica Simpson.

No novo trabalho, Simpson descobriu que os oceanos finamente equilibrados da Terra podem ser uma consequência do princípio antrópico - mais frequentemente usado num contexto cosmológico - que explica como as nossas observações do Universo são influenciadas pela exigência da formação de vida senciente. "Com base na cobertura oceânica da Terra, 71%, encontrámos evidências substanciais que suportam a hipótese de que os efeitos da seleção antrópica estão em funcionamento," comenta Simpson. Para testar o modelo estatístico, Simpson teve em conta mecanismos de feedback, como o ciclo de águas profundas e os processos de erosão e de deposição. Ele também propõe uma aproximação estatística para determinar a diminuição da área de terra habitável para planetas com oceanos mais pequenos, à medida que se tornam cada vez mais dominados por desertos.
Porque é que evoluímos neste planeta e não em qualquer outro dos milhares de milhões de mundos habitáveis? Neste estudo, Simpson sugere que a resposta poderá estar ligada a um efeito de seleção que envolve um equilíbrio entre terra e água. A nossa compreensão do desenvolvimento da vida poderá estar longe de completa, mas não é terrível ao ponto de aderirmos à aproximação convencional de que todos os planetas habitáveis têm uma probabilidade igual de hospedar vida inteligente," conclui Simpson.
Fonte: Astronomia OnLine

Fogos de artifício cósmicos sobre o Paranal

Nesta bela fotografia panorâmica, o céu noturno acima do Very Large Telescope do ESO (VLT) mostra a nossa vizinhança cósmica em todo o seu esplendor. O VLT situa-se 2635 metros acima do nível do mar, no Observatório do Paranal do ESO, no norte do Chile. Esta imagem ilustra a importância, e os benefícios, de colocar telescópios astronômicos em locais tão remotos! Qualquer pessoa que empreenda a longa viagem até ao local — como foi o caso do Embaixador Fotográfico do ESO Petr Horálek, que obteve esta imagem —é recompensada com uma vista verdadeiramente espetacular.
À direita, por trás da linha dos quatro Telescópios Principais de 8,2 metros que juntos compõem o VLT, podemos ver os sutis tons verdes e vermelhos da luminescência atmosférica, iluminando o céu logo acima do horizonte. Iluminando o céu temos também a luz zodiacal. Esta luz difusa tem origem em partículas minúsculas de poeira espacial que se encontram no plano do Sistema Solar e que dispersam a luz.
No entanto, além destes fenômenos interessantes, o elemento mais distinto da imagem é sem dúvida o arco da Via Láctea. O arco brilhante da nossa casa galáctica encontra-se polvilhado de filamentos escuros de poeira, os quais absorvem e obscurecem a luz emitida por estrelas que se encontram por trás deles, e de manchas brilhantes onde novas estrelas estão se formando. Abaixo da Via Láctea podemos ver duas das nossas pequenas vizinhas galácticas, a Grande e a Pequena Nuvens de Magalhães, e por baixo destas encontram-se dois dos Telescópios Auxiliares de 1,8 metros do VLT.

Alguns Estudos Sobre Os Gigantes Gasosos

Existem vários estudos interessantes sobre gigantes gasosos, eu explicarei sobre alguns deles e focarei nos estudos sobre a metalicidade e composição destes exoplanetas, e apresentarei a relação com o seu processo de formação. Daniel P. Thorngren et al. explica em seu artigo “The Mass-Metallicity Relation for Giant Planets” que a composição de um gigante gasoso não deve ser idêntica à de sua estrela mãe por causa de alguns fenômenos durante sua formação, como, por exemplo, as migrações que ocorrem no disco protoplanetário. Além disso, os astrônomos especulam que Júpiter tenha um núcleo rochoso com muitas massas terrestres, pois, durante sua formação, houve uma época que ele atraiu muita matéria rochosa e metálica, com base em alguns estudos realizados. Vale ressaltar que existe a possibilidade da rocha/metal ter se “dissolvido” ou de ter acrescentado massa ao núcleo.

São vários os fatores que influenciam na quantidade de metais, como o tempo de formação planetária, o local etc. Júpiter é um planeta que nos dá informações preciosas sobre os gigantes gasosos, mesmo tendo suas particularidades. Para dar continuidade ao assunto, é importante dizer que existem diferenças significativas entre os exoplanetas do tipo “Júpiter quente” e daqueles com temperaturas menores, e o foco central desse artigo será sobre os gigantes gasosos mais “frios”, com temperaturas de equilíbrio menores que 1000 K, recebendo fluxos menores que 2 x 10^8 erg s^(-1) cm^(-2)

Nos modelos computacionais utilizados na exoplanetologia, um dos dados importantes é a idade do planeta, porque a metalicidade é alterada com o passar dos anos e, para terem uma idade estimada, os astrônomos precisam de alguns dados estelares. Existem alguns modelos que indicam que ter boas massas terrestres em “metais” é uma característica normal que encontramos em alguns gigantes gasosos, tanto que, em planetas como Saturno, a metalicidade é tão alta que muitos elementos pesados estão no “envelope” de hidrogênio e hélio.
Enquanto isso, mais estudos realizados sobre os exoplanetas do tipo “Júpiter quente” são realizados, e com o passar dos anos e a evolução da tecnologia, poderemos obter mais dados, aguardaremos a nova geração de telescópios, como o James Webb e TESS. Este último será responsável por identificar exoplanetas, e conseguirá obter informações como tamanho e tempo para completar uma órbita. O James Webb, trabalhará junto com o Hubble e depois o substituirá, obterá dados importantes sobre os exoplanetas e ele será melhor para estudos atmosféricos. O exoplaneta GJ 1214 b foi estudado pelo Hubble entre 1,1 e 1,7 micrômetros, e com James Webb dará para envolver o intervalo de 1 a 11 micrômetros.

O JWST será um grande telescópio, e eu continuarei este artigo com uma explicação do estudo de alguns astrônomos, cujo nome é “Characterizing transiting exoplanet atmospheres with JWST”. Este artigo demonstra a metodologia e os resultados dos experimentos para testar os espectros do James Webb, e para isso eles elaboraram sistemas.  Para o James Webb ser testado, foram criados 4 sistemas  com diferentes planetas, com temperaturas que variam de 500 K a 1500 K e tamanhos de aproximadamente 1,36 vezes o raio de Júpiter que decrescem até 0,19. Júpiteres quentes, Netunos mornos e Superterras são alguns exemplos dos planetas usados no estudo, e existiam planetas com atmosferas de diferentes porcentuais de água, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, amônia, gás nitrogênio etc. 

Ocorreram simulações de observações usando o NIRISS SOSS (entre 1 a 2,5 micrômetros) e os instrumentos NIRCam e MIRI LRS para abranger de 2,5 a 5 e de 5 a 11 micrômetros, respectivamente. O novo telescópio poderá obter informações de alta qualidade,  será ótimo no estudo do espectro de emissão de vários planetas e, além disso, para um estudo mais completo sobre planetas com tamanhos inferiores a 2 raios terrestres e temperaturas menores que 700 K, serão precisas estrelas com tipos espectrais superiores a M0V.
Fonte: SPACE TODAY
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