Uma equipe japonesa de astrônomos e cientistas planetários usou as duas câmaras ópticas do Telescópio Subaru, a Suprime-Cam e o FOCAS (Faint Object Camera and Spectrograph), com um filtro de transmissão azul para observar os trânsitos planetários da super-Terra GJ 1214 b (Gliese 1214 b). A equipe investigou se este planeta tem uma atmosfera rica em água ou em hidrogênio. As observações do Subaru mostram que o céu deste planeta não tem uma forte dispersão de Rayleigh, o que uma atmosfera de hidrogênio sem nuvens poderia prever. Quando combinadas com as descobertas de observações anteriores noutras cores, este novo resultado observacional implica que GJ 1214 b tem provavelmente uma atmosfera rica em água. As super-Terras estão emergindo como um novo tipo de exoplaneta (isto é, um planeta que orbita uma estrela fora do nosso Sistema Solar) com uma massa e raio maior que o da Terra, mas menor que os gigantes de gelo do nosso Sistema Solar, como Urano ou Netuno. Ainda não se sabem com certeza se as super-Terras são mais como "Terras grandes" ou "Uranos pequenos", pois os cientistas ainda não determinaram as suas propriedades detalhadas. A atual equipe de investigadores japoneses focou os seus esforços em investigar as características atmosféricas de uma super-Terra, GJ 1214 b, localizada a 40 anos-luz da Terra na direção da constelação de Ofiuco, para Noroeste do centro da nossa Via Láctea. Este planeta é um dos conhecidos super-Terras descobertos por Charbonneau et al. (2009) no Projecto MEarth, que se foca em descobrir planetas habitáveis em torno de estrelas pequenas e vizinhas. A equipe examinou características de dispersão de luz durante o trânsito de GJ 1214 b em frente da sua estrela-mãe. A teoria atual postula que um planeta se desenvolve num disco de gás denso em redor de uma estrela recém-formada (ou seja, num disco protoplanetário). O elemento hidrogéênio é um componente principal do disco protoplanetário, e a água gelada é abundante numa região exterior para além da chamada "linha de neve". As descobertas de onde as super-Terras se formaram e como migraram para as suas órbitas atuais apontam para a previsão de que ou o hidrogênio ou o vapor de água seja um dos principais componentes atmosféricos de uma super-Terra. Se os cientistas conseguirem determinar o componente principal atmosférico de uma super-Terra, então podem inferir o local de nascimento do planeta e a sua história de formação. Os trânsitos planetários permitem aos cientistas investigar mudanças no comprimento de onda do brilho da estrela (ou seja, a profundidade de trânsito), o que indica a composição atmosférica do planeta. A forte dispersão de Rayleigh no comprimento de onda óptico é uma forte evidência para uma atmosfera rica em hidrogênio. A dispersão de Rayleigh ocorre quando as partículas de luz se espalham num meio sem uma mudança no comprimento de onda. Tal dispersão depende fortemente do comprimento de onda e aumenta comprimentos de onda curtos, que provoca uma maior profundidade de trânsito no azul em vez de comprimentos de onda avermelhados. A equipe usou as duas câmaras ópticas, Suprime-Cam e FOCAS, acopladas ao Telescópio Subaru e equipado com um filtro de transmissão azul para procurar dispersão de Rayleigh na atmosfera de GJ 1214 b. A estrela deste sistema planetário, muito fraca no azul, representa um desafio para os cientistas que procuram determinar se a atmosfera do planeta tem ou não uma forte dispersão de Rayleigh. O grande e poderoso espelho de 8,2 m do Telescópio Subaru permitiu à equipe alcançar a maior sensibilidade de sempre na região mais azul dos comprimentos de onda ópticos. As observações da equipe mostraram que a atmosfera de GJ 1214 b não exibe uma forte dispersão de Rayleigh. Esta constatação implica que o planeta tem uma atmosfera rica em água ou uma atmosfera de hidrogênio dominada por nuvens extensas. Embora a equipe não desconte completamente a possibilidade de uma atmosfera dominada por hidrogênio, o novo resultado observacional, combinado com as descobertas de pesquisas anteriores noutras cores, sugerem que GJ 1214 b tem provavelmente uma atmosfera rica em água. A equipe pretende realizar observações de acompanhamento no futuro próximo para reforçar a sua conclusão. Embora exista apenas um pequeno número de super-Terras que os cientistas podem observar no céu, esta situação vai mudar drasticamente quando o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) começar o seu estudo de todo o céu em busca de pequenos exoplanetas que transitam as suas estrelas-mãe na nossa vizinhança solar. Quando novos alvos ficarem disponíveis, os cientistas poderão estudar as atmosferas de muitas super-Terras com o Telescópio Subaru e a próxima geração de grandes telescópios como o TMT (Thirty Meter Telescope). Tais observações permitirão aos cientistas aprender mais sobre a natureza das várias super-Terras.
Fonte: Astronomia On-line
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