PRIMEIRA MEDIÇÃO DE ISÓTOPOS NA ATMOSFERA DE UM EXOPLANETA 16 de julho de 2021
Cartoon que se foca na descoberta de carbono-13 na atmosfera de um exoplaneta. Na realidade, os astrónomos estavam sentados em frente às suas secretárias analisando o espectro do exoplaneta TYC-8998 b obtido pelo VLT do ESO no Chile.
Crédito: Daniëlle Futselaar (Artsource)
Uma equipa internacional de astrónomos tornou-se na primeira do mundo a detetar isótopos na atmosfera de um exoplaneta. Diz respeito a diferentes formas de carbono no planeta gigante gasoso TYC 8998-760-1 b. A investigação foi publicada na revista científica Nature.
O planeta está a 300 anos-luz da Terra na direção da constelação de Mosca. O sinal fraco foi medido com o VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile e parece indicar que o planeta é relativamente rico em carbono-13. Os astrónomos especulam que assim é porque o planeta se formou a uma grande distância da sua estrela-mãe.
Doenças, mudanças climáticas e datação por carbono
Os isótopos são formas diferentes do mesmo átomo, mas com um número variável de neutrões no núcleo. Por exemplo, o carbono com seis protões normalmente tem seis neutrões (carbono-12), mas ocasionalmente sete (carbono-13) ou oito (carbono-14). Isto não muda muito as propriedades químicas do carbono, mas os isótopos são formados de maneiras diferentes e reagem frequentemente de maneira ligeiramente diferente às condições dominantes. Os isótopos são, portanto, usados numa ampla gama de campos de pesquisa: desde a deteção de doenças cardiovasculares ou cancro até ao estudo das mudanças climáticas e à determinação da idade de fósseis e rochas.
Medição especial
Os astrónomos foram capazes de distinguir o carbono-13 do carbono-12 porque absorve radiação em cores ligeiramente diferentes. "É realmente muito especial medir isto numa atmosfera exoplanetária," a uma distância tão grande," disse Yapeng Zhang, candidata a doutoramento na Universidade de Leiden, autora principal do artigo.
Os astrónomos esperavam detetar cerca de um átomo de carbono-13 por cada 70 de carbono mas, para este planeta, parece ser o dobro. A ideia é que a mais alta concentração de carbono-13 está de alguma forma ligada à formação do exoplaneta.
O coautor Paul Mollière, ex-pós-doutorado em Leiden e agora investigador do Instituto Max Planck para Astronomia, na Alemanha, explica: "O planeta está mais de 150 vezes mais longe da sua estrela-mãe do que a Terra está do nosso Sol. A uma distância tão grande, os gelos possivelmente formaram-se com mais carbono-13, levando hoje a uma maior fração deste isótopo na atmosfera do planeta."
Novo planeta
O planeta propriamente dito, TYC 8998-760-1 b, foi descoberto há dois anos pelo candidato a doutoramento na Universidade de Leiden, Alexander Bohn, coautor do presente artigo. "É incrível que esta descoberta tenha sido feita perto do 'meu' planeta. Provavelmente será a primeira de muitas."
Ignas Snellen, professor em Leiden e durante muitos anos a força por trás deste campo, está orgulhoso. "A expetativa é que, no futuro, os isótopos ajudem ainda mais a entender exatamente como, onde e quando os planetas se formam. Isto é apenas o começo."
Ilustração dos ambientes natais num disco protoplanetário que se formou em torno de uma jovem estrela. Os dois planetas dentro da linha de neve do CO denotam Júpiter e Neptuno nas suas posições atuais, enquanto TYC 8998 b foi formado bem para lá desta fronteira. A uma distância tão grande da sua estrela, espera-se que a maioria do carbono esteja "fechado" em monóxido de carbono gelado e tenha construído o reservatório principal de carbono do planeta. Consequentemente, o gelo era rico em carbono-13, resultando no rácio isotópico observado na atmosfera do planeta.
Crédito: Yapeng Zhang (Observatório de Leiden)/departamento gráfico do Instituto Max Planck para Astronomia
