Recorrendo a dados obtidos pelo espectrógrafo ESPRESSO, uma equipa internacional, que inclui vários investigadores do IA - Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, conseguiu estudar e caracterizar com grande detalhe as atmosferas de três exoplanetas conhecidos. Os resultados fazem parte de uma série de três artigos, aceites para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

Instalado no Observatório do Paranal do ESO, o ESPRESSO alia a sua estabilidade única ao incrível poder coletor do Very Large Telescope (VLT), o que torna possível o estudo de atmosferas de exoplanetas com grande resolução espectral. “Os resultados mostram que é possível, a partir do solo, usar o ESPRESSO para fazer medições semelhantes às que se conseguem com o telescópio espacial Hubble”, aponta Nuno Cardoso Santos, do Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto.

Nuno Cardoso Santos participou nos três artigos, sendo ainda primeiro autor de um deles, em que a equipa estudou a atmosfera do exoplaneta HD209458b, detetando a presença de óxido de titânio e sódio. “No entanto, os resultados mostram que existe algo que ainda não foi possível identificar. Serão precisas mais observações, ou modelos de atmosferas mais precisos, para podermos concluir”, acrescenta.

A técnica irá agora ser aplicada a outros exoplanetas, a maioria pertencente ao GTO (Guaranteed Time Observations) do consórcio do ESPRESSO, com o objetivo de alargar o conhecimento atual sobre atmosferas de exoplanetas, sobre os mecanismos que estão presentes sobre a sua composição.

Noutro desses artigos, a equipa estudou o espectro de transmissão do júpiter ultra-quente WASP-121b, detetando na sua atmosfera elementos como sódio, hidrogénio, magnésio, cálcio, potássio e vestígios de lítio. A presença deste último elemento pode ajudar a entender melhor a história de formação de planetas.

“O ESPRESSO pode até ter sido desenhado com a ideia de detetar planetas poucos massivos na busca de uma Terra 2.0, mas estes resultados vêm provar que é muito mais do que um simples detetor de planetas e permite também a caracterização das atmosferas de exoplanetas em trânsito”, sublinha o investigador do IA e da Universidade do Porto Sérgio Sousa, coautor dos três artigos.

No último destes artigos, a equipa usou o ESPRESSO para estudar o exoplaneta WASP-127b e aplicar uma nova técnica, que permite distinguir se um planeta tem ou não nuvens, através da deteção de vapor de água.

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“Estes artigos são um bom exemplo da abundância de informação que o ESPRESSO pode fornecer sobre as atmosferas dos exoplanetas, como a presença de água, mas também de outros átomos e moléculas que raramente vemos na atmosfera da Terra, tais como absorvedor de calor como o óxido de Titânio”, refere Olivier Demangeon, investigador do IA e da UPorto.

Alexandre Cabral, responsável pela componente de instrumentação do ESPRESSO, considera por sua vez, que estes resultados refletem não só a excelência da ciência como também o impacto da participação portuguesa, durante quase uma década, no desenho e construção do ESPRESSO. “Estes resultados são agora uma das bases de trabalho para o desenvolvimento dos novos instrumentos, como o HIRES que será instalado no grande telescópio ELT de 40 m”, acrescenta o investigador do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

A participação do IA no ESPRESSO faz parte de uma estratégia mais abrangente para promover a investigação em exoplanetas em Portugal, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais, como a missão CHEOPS, já em órbita. Esta estratégia irá continuar durante os próximos anos, com o lançamento do telescópio espacial PLATO, a recém aprovada missão Ariel e a instalação do espectrógrafo HIRES no maior telescópio da próxima geração, o ELT.

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