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Exoplanetas parecidos com a Terra podem ser encontrados com a ajuda de oceanos

Futuramente, as assinaturas do reflexo da luz solar em oceanos podem ajudar na identificação de exoplanetas cobertos por grandes massas d'água. É o que propõe um estudo conduzido por pesquisadores do Netherlands Meteorological Institute e Delft University of Technology, que examinaram as assinaturas de luz refletidas pelos oceanos da Terra e exploraram o fluxo e polarização delas.

Hoje, há estimativas científicas que mostram que até 25% dos exoplanetas conhecidos têm oceanos, mas grande parte desta água pode estar abaixo de sua superfície. No Sistema Solar, por exemplo, somente a Terra tem oceanos na superfície, embora várias luas da nossa vizinhança tenham oceanos abaixo dela. É possível que isso também aconteça com planetas anões.

Parte dos milhares de exoplanetas já descobertos deve ter oceanos (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)
Parte dos milhares de exoplanetas já descobertos deve ter oceanos (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Por enquanto, não estamos próximos de detectar oceanos na subsuperfície de exoluas (satélites naturais dos exoplanetas), mas a boa notícia é que, conforme a tecnologia avança, pode ser possível identificar oceanos em mundos parecidos com a Terra. “Simulações numéricas da luz estelar refletida por exoplanetas semelhantes à Terra preveem assinaturas de habitabilidade, que podem ser procuradas por futuros telescópios”, escreveram os autores.

Eles notam que observações de oceanos de água líquida seriam possíveis somente através da detecção direta da luz da estrela, refletida pelo planeta. Então, para o estudo, eles modelaram duas Terras: uma seria um planeta seco, e a outra, úmido, com nuvens e atmosfera. Depois, eles simularam como a luz seria refletida por esses mundos em diferentes condições.

Durante as simulações numéricas, eles computaram três diferentes parâmetros e modelaram os oceanos considerando que são superfícies refletoras de Fresnel (quando a luz refletida está no mesmo plano que a incidente), com ondas, espuma e sombras das ondas, sendo que estes elementos estão presentes sobre a água. No fim, a equipe descobriu que somente os oceanos conseguem diminuir a polarização da luz de algumas formas.

Comparação do grau de polarização da luz de uma estrela, refletida por planetas secos e sem nuvens, e por mundos com oceanos também sem nuvens (Imagem: Reprodução/Trees and Stam, 2022)
Comparação do grau de polarização da luz de uma estrela, refletida por planetas secos e sem nuvens, e por mundos com oceanos também sem nuvens (Imagem: Reprodução/Trees and Stam, 2022)

A medida da polarização da luz nos oceanos é importante, porque a luz estelar, sozinha, não deveria ser polarizada. Além disso, embora os sinais luminosos sejam degradados de acordo com a distância, esta não afeta a polarização. “Os telescópios atuais em solo e no espaço não conseguem medir a luz polarizada refletida por exoplanetas semelhantes à Terra”, destacaram os autores.

Isso poderá mudar com telescópios futuros, como o European Extremely Large Telescope (E-ELT) e Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor (LUVOIR), do Observatório Europeu do Sul e NASA, respectivamente. Ambos conseguirão coletar medidas da luz polarizada: o E-ELT deverá iniciar suas operações em 2027, e poderá detectar a luz estelar refletida pelos oceanos dos exoplanetas. Assim, se as simulações dos autores estiverem corretas, a detecção de oceanos em outros mundos poderá não estar muito distante de acontecer.

O artigo com os resultados do estudo foi aceito para publicação na revista Astronomy and Astrophysics, e pode ser acessado no repositório arXiv, sem revisão de pares.

Fonte: Canaltech

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