Para os astrônomos tentando entender quais planetas distantes podem ter condições habitáveis, o papel da neblina atmosférica tem sido nebuloso. Para ajudar a resolver isso, uma equipe de pesquisadores tem olhado para a Terra - especificamente a Terra durante a era Arqueana, um período épico de 1 bilhão de anos no início da história do planeta.
A atmosfera da Terra parece ter sido bem diferente, provavelmente com pouco oxigênio disponível, mas com altos níveis de metano, amônia e outros produtos químicos orgânicos. Evidências geológicas sugerem que a neblina pode ter vindo e vindo esporadicamente da atmosfera arqueana - e os pesquisadores não sabem ao certo por quê. A equipe argumentou que uma melhor compreensão da formação de neblina durante a era arqueana poderia ajudar a informar estudos de exoplanetas nebulosos como a Terra.
“Gostamos de dizer que a Terra Arqueana é o planeta mais alienígena para o qual temos dados geoquímicos”, disse Giada Arney, do Goddard Spaceflight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e membro do Laboratório Virtual Planetário do Instituto de Astrobiologia da NASA, na Universidade de Washington. Seattle. Arney é o autor principal de dois artigos relacionados publicados pela equipe.
Arney e seus colegas montaram modelos computacionais sofisticados para ver como a neblina afetava a temperatura da superfície da Terra Arqueana e, por sua vez, como a temperatura influenciava a química na atmosfera.
A nova modelagem indica que, à medida que a neblina se tornava mais espessa, menos luz solar teria sido obtida, inibindo os tipos de reações químicas direcionadas à luz do sol, necessárias para formar mais neblina. Isso levaria ao fechamento da química de formação de neblina, impedindo que o planeta passasse por uma glaciação descontrolada devido a uma névoa muito espessa.
A equipe chama isso de névoa autolimitada, e seu trabalho é o primeiro a argumentar que isso é o que ocorreu na Terra Arqueana - uma descoberta publicada na edição de novembro de 2016 da revista Astrobiology. Os pesquisadores concluíram que a neblina auto-limitada poderia ter esfriado a Terra Arqueana em cerca de 36 graus Fahrenheit (20 Kelvins) - o suficiente para fazer a diferença, mas não para congelar completamente a superfície.
"Nossa modelagem sugere que um planeta como a nebulosa Terra Arqueana orbitando uma estrela como o jovem sol seria frio", disse Shawn Domagal-Goldman, cientista da Goddard e membro do Laboratório Virtual Planetário. "Mas estamos dizendo que seria frio como o Yukon no inverno, não frio como Marte dos dias modernos."
Tal planeta pode ser considerado habitável, mesmo se a temperatura global média estiver abaixo do ponto de congelamento, contanto que haja alguma água líquida na superfície.
Na modelagem subsequente, Arney e seus colegas analisaram os efeitos da neblina em planetas que são como a Terra Arqueana, mas orbitando vários tipos de estrelas.
"A estrela mãe controla se é mais provável a formação de neblina, e essa neblina pode ter múltiplos impactos na habitabilidade do planeta", disse Victoria Meadows, pesquisadora principal do Laboratório Virtual Planetário e professora de astronomia da Universidade de Los Angeles. Washington.
Parece que a Terra Arqueana atingiu um ponto doce onde a neblina serviu como camada de proteção solar para o planeta. Se o sol tivesse sido um pouco mais quente, como é hoje, a modelagem sugere que as partículas de neblina teriam sido maiores - resultado de feedbacks de temperatura influenciando a química - e teriam se formado de forma mais eficiente, mas ainda teriam oferecido alguma proteção solar.
O mesmo não era verdade em todos os casos. A modelagem mostrou que algumas estrelas produzem tanta radiação UV que a neblina não pode se formar. Haze não esfriava planetas orbitando todos os tipos de estrelas igualmente, de acordo com os resultados da equipe. Estrelas fracas, como anãs M, emitem a maior parte de sua energia em comprimentos de onda que atravessam a neblina atmosférica; Nas simulações, esses planetas experimentam um pouco de resfriamento devido à névoa, de modo que se beneficiam da proteção UV da névoa, sem uma queda importante na temperatura.
Para o tipo certo de estrela, no entanto, a presença de neblina na atmosfera de um planeta poderia ajudar a sinalizar esse mundo como um bom candidato para um estudo mais aprofundado. As simulações da equipe indicaram que, para alguns instrumentos planejados para futuros telescópios espaciais, a assinatura espectral da névoa pareceria mais forte do que as assinaturas para alguns gases atmosféricos, como o metano. Essas descobertas estão disponíveis no Astrophysical Journal em 8 de fevereiro de 2017.
"Haze pode se revelar muito útil, pois tentamos diminuir quais exoplanetas são os mais promissores para a habitabilidade", disse Arney.
A atmosfera da Terra parece ter sido bem diferente, provavelmente com pouco oxigênio disponível, mas com altos níveis de metano, amônia e outros produtos químicos orgânicos. Evidências geológicas sugerem que a neblina pode ter vindo e vindo esporadicamente da atmosfera arqueana - e os pesquisadores não sabem ao certo por quê. A equipe argumentou que uma melhor compreensão da formação de neblina durante a era arqueana poderia ajudar a informar estudos de exoplanetas nebulosos como a Terra.
“Gostamos de dizer que a Terra Arqueana é o planeta mais alienígena para o qual temos dados geoquímicos”, disse Giada Arney, do Goddard Spaceflight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e membro do Laboratório Virtual Planetário do Instituto de Astrobiologia da NASA, na Universidade de Washington. Seattle. Arney é o autor principal de dois artigos relacionados publicados pela equipe.
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da Terra Arqueana, o jovem planeta poderia
ter parecido com a interpretação desse artista
um ponto laranja pálido. A equipe liderada por
cientistas de Goddard acha que a neblina foi autolimitada,
resfriando a superfície em cerca
de 36 graus Fahrenheit (20 Kelvins) - não o suficiente
para causar glaciação fugitiva.
A modelagem da equipe sugere que a
neblina atmosférica pode ser útil para identificar
exoplanetas semelhantes à terra que
poderiam ser habitáveis.
Créditos: Goddard Space
Flight Center da NASA / Francis Reddy
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Na melhor das hipóteses, a neblina na atmosfera de um planeta poderia servir uma miscelânea de moléculas ricas em carbono, ou orgânicas, que poderiam ser transformadas por reações químicas em moléculas precursoras para a vida. Haze também pode filtrar grande parte da radiação UV prejudicial que pode quebrar o DNA.
Na pior das hipóteses, a névoa pode se tornar tão espessa que muito pouca luz é transmitida. Nesta situação, a superfície pode ficar tão fria que congela completamente. Se uma neblina muito espessa ocorreu na Terra Arqueana, pode ter tido um efeito profundo, porque quando a era começou cerca de quatro bilhões de anos atrás, o sol estava mais fraco, emitindo talvez 80% da luz que ele faz agora.
Arney e seus colegas montaram modelos computacionais sofisticados para ver como a neblina afetava a temperatura da superfície da Terra Arqueana e, por sua vez, como a temperatura influenciava a química na atmosfera.
A nova modelagem indica que, à medida que a neblina se tornava mais espessa, menos luz solar teria sido obtida, inibindo os tipos de reações químicas direcionadas à luz do sol, necessárias para formar mais neblina. Isso levaria ao fechamento da química de formação de neblina, impedindo que o planeta passasse por uma glaciação descontrolada devido a uma névoa muito espessa.
A equipe chama isso de névoa autolimitada, e seu trabalho é o primeiro a argumentar que isso é o que ocorreu na Terra Arqueana - uma descoberta publicada na edição de novembro de 2016 da revista Astrobiology. Os pesquisadores concluíram que a neblina auto-limitada poderia ter esfriado a Terra Arqueana em cerca de 36 graus Fahrenheit (20 Kelvins) - o suficiente para fazer a diferença, mas não para congelar completamente a superfície.
"Nossa modelagem sugere que um planeta como a nebulosa Terra Arqueana orbitando uma estrela como o jovem sol seria frio", disse Shawn Domagal-Goldman, cientista da Goddard e membro do Laboratório Virtual Planetário. "Mas estamos dizendo que seria frio como o Yukon no inverno, não frio como Marte dos dias modernos."
Tal planeta pode ser considerado habitável, mesmo se a temperatura global média estiver abaixo do ponto de congelamento, contanto que haja alguma água líquida na superfície.
Na modelagem subsequente, Arney e seus colegas analisaram os efeitos da neblina em planetas que são como a Terra Arqueana, mas orbitando vários tipos de estrelas.
"A estrela mãe controla se é mais provável a formação de neblina, e essa neblina pode ter múltiplos impactos na habitabilidade do planeta", disse Victoria Meadows, pesquisadora principal do Laboratório Virtual Planetário e professora de astronomia da Universidade de Los Angeles. Washington.
Parece que a Terra Arqueana atingiu um ponto doce onde a neblina serviu como camada de proteção solar para o planeta. Se o sol tivesse sido um pouco mais quente, como é hoje, a modelagem sugere que as partículas de neblina teriam sido maiores - resultado de feedbacks de temperatura influenciando a química - e teriam se formado de forma mais eficiente, mas ainda teriam oferecido alguma proteção solar.
O mesmo não era verdade em todos os casos. A modelagem mostrou que algumas estrelas produzem tanta radiação UV que a neblina não pode se formar. Haze não esfriava planetas orbitando todos os tipos de estrelas igualmente, de acordo com os resultados da equipe. Estrelas fracas, como anãs M, emitem a maior parte de sua energia em comprimentos de onda que atravessam a neblina atmosférica; Nas simulações, esses planetas experimentam um pouco de resfriamento devido à névoa, de modo que se beneficiam da proteção UV da névoa, sem uma queda importante na temperatura.
Para o tipo certo de estrela, no entanto, a presença de neblina na atmosfera de um planeta poderia ajudar a sinalizar esse mundo como um bom candidato para um estudo mais aprofundado. As simulações da equipe indicaram que, para alguns instrumentos planejados para futuros telescópios espaciais, a assinatura espectral da névoa pareceria mais forte do que as assinaturas para alguns gases atmosféricos, como o metano. Essas descobertas estão disponíveis no Astrophysical Journal em 8 de fevereiro de 2017.
"Haze pode se revelar muito útil, pois tentamos diminuir quais exoplanetas são os mais promissores para a habitabilidade", disse Arney.