Outra técnica foi adicionada ao kit de ferramentas dos caçadores do exo planeta e não requer enormes telescópios terrestres ou observatórios espaciais. Essa nova técnica terrestre permitirá o estudo de atmosferas de planetas fora do nosso Sistema Solar, acelerando nossa busca por planetas semelhantes à Terra com moléculas relacionadas à vida.
Em 11 de agosto de 2007, Mark Swain, do JPL, e sua equipe transformaram a NASA Infrared Telescope Facility - um telescópio de 3 metros no cume de Mauna Kea, no Havaí - para o quente planeta do tamanho de Júpiter HD 189733b na constelação de Vulpecula . A cada 2,2 dias, o planeta orbita uma estrela principal do tipo K, ligeiramente mais fria e menor que o nosso Sol. O HD189733b já havia produzido avanços na ciência dos exoplanetas, incluindo detecções de vapor de água, metano e dióxido de carbono usando telescópios espaciais.
Usando um novo método de calibração para remover erros sistemáticos de observação causados pela instabilidade da atmosfera da Terra, eles obtiveram uma medição revelando detalhes da composição e condições atmosféricas do HD189733b, uma conquista sem precedentes de um observatório terrestre.
Eles detectaram dióxido de carbono e metano na atmosfera do exoplaneta de HD 189733b com o espectrógrafo SpeX, que divide a luz em seus componentes para revelar as assinaturas espectrais distintas de diferentes produtos químicos. Seu trabalho principal foi o desenvolvimento do novo método de calibração para remover erros sistemáticos de observação causados pela variabilidade da atmosfera e instabilidade da Terra devido ao movimento do sistema do telescópio enquanto ele rastreia seu alvo.
Os pesquisadores levaram mais de dois anos para desenvolver seu método para que pudesse ser aplicado a observações espectroscópicas com o telescópio de 3 metros, permitindo a identificação de moléculas específicas, como metano e dióxido de carbono.
"Como conseqüência deste trabalho, agora temos a perspectiva empolgante de que outros telescópios terrestres adequadamente equipados, mas relativamente pequenos, sejam capazes de caracterizar exoplanetas", disse John Rayner, cientista de suporte da NASA Infrared Telescope Facility que construiu o espectrógrafo SpeX. "Em alguns dias, nem conseguimos ver o Sol com o telescópio, e o fato de que em outros dias podemos agora obter um espectro de um exoplaneta a 63 anos-luz de distância é surpreendente."
Durante suas observações, a equipe encontrou uma emissão infravermelha brilhante inesperada de metano que se destaca no lado diurno do HD198733b. Isso pode indicar algum tipo de atividade na atmosfera do planeta que pode estar relacionada ao efeito da radiação ultravioleta da estrela-mãe do planeta que atinge a atmosfera superior do planeta, mas é necessário um estudo mais detalhado.
"Um objetivo imediato do uso dessa técnica é caracterizar mais completamente a atmosfera deste e de outros exoplanetas, incluindo a detecção de moléculas orgânicas e possivelmente prebióticas", como aquelas que precederam a evolução da vida na Terra, disse Swain. "Estamos prontos para realizar essa tarefa." Alguns alvos iniciais serão as super-Terras. Usada em sinergia com observações do Hubble, Spitzer da NASA e do futuro Telescópio Espacial James Webb, a nova técnica "nos dará uma maneira absolutamente brilhante de caracterizar as super-terras", disse Swain.
O trabalho deles é relatado hoje na edição de 3 de fevereiro de 2010 do Natureza.
Para obter uma grande FAQ sobre o uso do espectro para estudar exoplanetas, consulte esta página do Instituto Max Planck de Astronomia.
Fontes: Instituto Max Planck de Astronomia, STFC
