Pode ser um paraíso sombrio. Pode ser um deserto de derretimento facial

 Modelos que cientistas usam para prever atmosferas de exoplanetas não são páreo para precisão extraordinária do telescópio Webb, diz estudo

Concepção do artista do Telescópio Espacial James Webb. Crédito: NASA 

Telescópio Espacial James Webb, da NASA, de US$ 10 bilhões, deverá contar a história do universo com clareza sem precedentes na próxima década. Mas e se interpretarmos mal os detalhes? 

Em um estudo publicado na Nature Astronomy, pesquisadores de Harvard e do MIT alertam que os modelos que os astrônomos usam para decodificar sinais baseados em luz das atmosferas de exoplanetas podem não ser precisos o suficiente para representar com precisão os dados que o novo telescópio está capturando. Eles dizem que se esses modelos não forem melhorados, as ferramentas irão esbarrar em uma parede de precisão e, como resultado, cálculos sobre propriedades planetárias como temperatura, pressão e composição elementar podem estar desligados por uma ordem de magnitude. 

"O que temos que fazer é simular a atmosfera com nossos modelos computacionais e comparar isso com a realidade do que o JWST vê nesses planetas, mas se nossos modelos estão incompletos ou incorretos, então você pode imaginar que essa comparação do modelo com a realidade não funcionará muito e levará a interpretações incorretas", disse Clara Sousa-Silva, um professor assistente de física no Bard College e um ex-bolsista do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, onde grande parte da pesquisa ocorreu. 

"Nosso estudo mostra que se queremos maximizar o número e a qualidade desses insights que podemos obter a partir dos incríveis dados do JWST, então ainda temos muito trabalho a fazer na Terra porque não há uma maneira padronizada e infalível de interpretar nossas observações de atmosferas alienígenas", acrescentou Sousa-Silva. 

Os cientistas da AF Iouli Gordon, Robert J. Hargreaves e Roman V. Kochanov também trabalharam no estudo. Foi liderado por Prajwal Niraula e Julien de Wit do MIT. 

Os cientistas dizem que o problema está nos modelos de opacidade que os astrônomos usam para descrever e prever a composição das atmosferas de exoplanetas. O processo começa com a luz das estrelas. À medida que um planeta passa sua estrela, a luz estelar passa através de sua atmosfera. Observatórios como o Webb medem essa luz, absorvendo cores específicas e comprimentos de onda que correspondem a diferentes átomos e moléculas na atmosfera. 

Os astrônomos quebram a primeira camada desses dados para ver se algo como vapor de água está presente. Em seguida, vêm modelos de opacidade, que medem como a luz interage com a matéria para revelar propriedades atmosféricas. Foi aqui que os pesquisadores detectaram o problema. 

Quando eles zombaram dos níveis de dados que o Webb poderia coletar em exoplanetas e os executou através dos modelos de opacidade mais comumente usados, eles descobriram que os modelos não estavam à altura da precisão avançada do Webb. 

Os modelos de opacidade produziram números sobre condições atmosféricas que foram considerados "bons ajustes" com os dados, mas que poderiam resultar em múltiplas interpretações. Os pesquisadores descobriram que as medidas estavam desligadas por cerca de 0,5 a 1 dex, também conhecida como uma ordem de magnitude, um número multiplicado para a décima potência. Eles dizem que isso cria uma incrível gama de possibilidades, e os modelos atuais não podem distinguir aqueles que são precisos ou errados. 

Por exemplo, um grupo poderia determinar que a temperatura de um planeta é de cerca de 80 graus F, um paraíso sombrio. Outro grupo, olhando para o mesmo planeta, poderia interpretar os dados para dizer que o planeta é um deserto escaldante a 572 graus F. Os modelos atuais também não seriam capazes de dizer se a atmosfera de um planeta é 5 ou 25% de água. 

As implicações de interpretações erradas como esta podem fazer a diferença na determinação se um exoplaneta poderia suportar a vida. 

O artigo fornece algumas ideias para refinar modelos atuais ou criar melhores, mas nenhuma está pronta para ir. Para chegar lá, os pesquisadores dizem que será necessário reunir muito mais medições da atmosfera planetária webb, e um monte de trabalhos laboratoriais e teóricos realizando novas medições e cálculos para refinar nossa compreensão de como a luz interage com várias moléculas. 

"Esses dados terão então que ser validados e disseminados através de bancos de dados espectroscópicos", disse Gordon. "Isso vai levar alguns anos, mas é definitivamente uma solução viável."

Fonte: news.harvard.edu