Anti-trânsitos e Planetas com agua

Hoje discutiremos o ultimo titulo de jornal acerca de planetas extrasolares; uma vez enquadrado no seu contexto tornar-se-a bem menos espectacular (aviso ja). Para tal usaremos dos conceitos de trânsito e espectroscopia de transmissão.

O trânsito dum planeta é, em poucas palavras, a diminuição da luz recebida do sistema estrela-planeta devido a passagem do planeta em frente da estrela. O anti-trânsito é a passagem do planeta por tras da estrela, impedindo a estrela que a luz do planeta chegue ate nos. Como a luminosidade total do planeta é muito menor que a da estrela, a diminuição na luz recebida é muito menor. Para que tal seja detectavel, utilizam-se instrumentos que observam no infra-vermelho (como as câmaras e espectrografos do Spitzer), onde a emissão do planeta é mais intensa.

Uma sequencia de observações realizadas pelo espectrografo do Spitzer permitiu obter um espectro emitido pelo planeta, subtraindo à luz do sistema a luz recolhida em anti-trânsito. No entanto estes espectros eram de muito baixa resolução e foram obtidos bem perto do limite de funcionamento do instrumento. Curiosamente, a absorção provocada pelas moléculas de agua, considerada uma das mais abundantes, não era visivel nos espectros. Tal criou bastante especulação por contrariar os modelos teoricos de atmosferas.

Recentemente, alguns astronomos decidiram utilizar uma abordagem um pouco diferente para estudar a presença de agua. Serviram-se do facto que elementos diferentes absorvem radiação de forma diferente, criando linhas de absorção de intensidades variadas em comprimentos de onda caracter'isticos. Esta "assinatura espectral" é uma propriedade da espécie absorvente e pode ser usada para identificar a mesma. Este principio é usado na tecnica de espectroscopia de transmissão. Uma das consequencias é que a absorção total num dado comprimento de onda é controlada por riscas diferentes. Assim, quando medimos um trânsito em diferentes zonas do espectro, obtemos raios ligeiramente diferentes. O mesmo se verifica relativamente a luz emitida pelo proprio planeta: as moléculas atmosféricas controlam a saida do fluxo proveniente do interior do planeta e originam raios relativamente diferentes.

(in Tinetti et al, 2007, Nature)

Travis Barman utilizou esta dependencia do comprimento de onda para estudar a variação de tamanho em caso de trânsito e Giovana Tineti no caso de emissão directa. A ultima incluiu nas suas simulações uma detalhada lista com uma grande quantidade de linhas de absorção moleculares de agua. Os seus modelos apresentam, até a data, a melhor reprodução da emissão do planeta. Ela explicou que a agua não cria riscas de absorção nos espectros Spitzer pois a atmosfera é isotérmica: não existem moléculas em camadas exteriores mais frias em quantidade suficiente para absorver a radiação emitida. Tal efeito é apenas visivel na fotometria total, quando todas as contribuições são somadas.

Este é um tema complexo, regido por uma fisica que pode dificilmente ser explicada em poucas palavras. Apesar de fazer um esforço por nao incorrer em erro, a visão que vos apresento é demasiado simplista. Ainda assim, aqui estão os principios que regem o fenomeno. E, nestes casos, como o José Matos do Radiante bem evidenciou, ha que saber distinguir o resultado cientifico da publicidade e intereses que muitas vezes o rodeiam.

Um abraço a todos e até a proxima!

Pedro