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A Web da NASA dá uma olhada mais de perto em um planeta misterioso
A ideia deste artista retrata o planeta GJ 1214 b, um “jovem Netuno” com uma atmosfera fumegante e provavelmente nebulosa. Um novo estudo baseado em observações do Telescópio Webb da NASA fornece informações sobre esse tipo de planeta, o mais comum na galáxia. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)
James Webb Space Telescope has observed a steamy, highly reflective mini-Neptune exoplanet, GJ 1214 b, using its Mid-Infrared Instrument (MIRI) to reveal details about its atmosphere. The watery atmosphere suggests that the planet formed farther from its star before spiraling inward, but more observations are needed to understand mini-Neptune formation.
NASA’s James Webb Space Telescope has observed a distant planet outside our solar system – and unlike anything in it – to reveal what is likely a highly reflective world with a steamy atmosphere. It’s the closest look yet at the mysterious world, a “mini-Neptune” that was largely impenetrable to previous observations.
And while the planet, called GJ 1214 b, is too hot to harbor liquid-water oceans, water in vaporized form still could be a major part of its atmosphere.
“The planet is totally blanketed by some sort of haze or cloud layer,” said Eliza Kempton, a researcher at the University of Maryland and lead author of a new paper, published in Nature, on the planet. “The atmosphere just remained totally hidden from us until this observation.” She noted that, if indeed water-rich, the planet could have been a “water world,” with large amounts of watery and icy material at the time of its formation.
To penetrate such a thick barrier, the research team took a chance on a novel approach: In addition to making the standard observation – capturing the host star’s light that has filtered through the planet’s atmosphere – they tracked GJ 1214 b through nearly its entire orbit around the star.
The observation demonstrates the power of Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI), which views wavelengths of light outside the part of the electromagnetic spectrum that human eyes can see. Using MIRI, the research team was able to create a kind of “heat map” of the planet as it orbited the star. The heat map revealed – just before the planet’s orbit carried it behind the star, and as it emerged on the other side – both its day and night sides, unveiling details of the atmosphere’s composition.
This is an earlier illustration showing what exoplanet GJ 1214 b could look like based on the information available at the time. GJ 1214 b, a warm sub-Neptune-sized exoplanet roughly 48 light-years from Earth, is one of the most studied exoplanets in the galaxy. Previous spectroscopic observations indicate that the planet is shrouded in aerosols (clouds or haze), which made it impossible to determine the composition of gases that make up its thick atmosphere before Webb. Credit: NASA, ESA, CSA, and D. Player (STScI)
“The ability to get a full orbit was really critical to understand how the planet distributes heat from the day side to the night side,” Kempton said. “There’s a lot of contrast between day and night. The night side is colder than the day side.” In fact, the temperatures shifted from 535 to 326 degrees Fahrenheit (from 279 to 165 degrees Celsius).
Such a big shift is only possible in an atmosphere made up of heavier molecules, such as water or methane, which appear similar when observed by MIRI. That means the atmosphere of GJ 1214 b is not composed mainly of lighter hydrogen molecules, Kempton said, which is a potentially important clue to the planet’s history and formation – and perhaps its watery start.
“This is not a primordial atmosphere,” she said. “It does not reflect the composition of the host star it formed around. Instead, it either lost a lot of hydrogen, if it started with a hydrogen-rich atmosphere, or it was formed from heavier elements to begin with – more icy, water-rich material.”
Cooler Than Expected
And while the planet is hot by human standards, it is much cooler than expected, Kempton noted. That’s because its unusually shiny atmosphere, which came as a surprise to the researchers, reflects a large fraction of the light from its parent star rather than absorbing it and growing hotter.
The new observations could open the door to deeper knowledge of a planet type shrouded in uncertainty. Mini-Neptunes – or sub-Neptunes as they’re called in the paper – are the most common type of planet in the galaxy, but mysterious to us because they don’t occur in our solar system. Measurements so far show they are broadly similar to, say, a downsized version of our own Neptune. Beyond that, little is known.
The James Webb Space Telescope is a cutting-edge space observatory designed to explore the universe, investigate distant celestial bodies, and unveil the mysteries of our solar system. Credit: Northrup Grumman
“For the last almost decade, the only thing we really knew about this planet was that the atmosphere was cloudy or hazy,” said Rob Zellem, an exoplanet researcher who works with co-author and fellow exoplanet researcher Tiffany Kataria at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California. “This paper has really cool implications for additional detailed climate interpretations – to look at the detailed physics happening inside this planet’s atmosphere.”
The new work suggests the planet might have formed farther from its star, a type known as a red dwarf, then spiraled gradually inward to its present, close orbit. The planet’s year – one orbit around the star – takes only 1.6 Earth days.
“The simplest explanation, if you find a very water-rich planet, is that it formed farther away from the host star,” Kempton said.
Further observations will be needed to pin down more details about GJ 1214 b as well as the formation histories of other planets in the mini-Neptune class. While a watery atmosphere seems likely for this planet, a significant methane component also is possible. And drawing broader conclusions about how mini-Neptunes form will require more of them to be observed in depth.
“By observing a whole population of objects like this, hopefully we can build up a consistent story,” Kempton said.
Reference: “A reflective, metal-rich atmosphere for GJ 1214b from its JWST phase curve” by Eliza M.-R. Kempton, Michael Zhang, Jacob L. Bean, Maria E. Steinrueck, Anjali A. A. Piette, Vivien Parmentier, Isaac Malsky, Michael T. Roman, Emily Rauscher, Peter Gao, Taylor J. Bell, Qiao Xue, Jake Taylor, Arjun B. Savel, Kenneth E. Arnold, Matthew C. Nixon, Kevin B. Stevenson, Megan Mansfield, Sarah Kendrew, Sebastian Zieba, Elsa Ducrot, Achrène Dyrek, Pierre-Olivier Lagage, Keivan G. Stassun, Gregory W. Henry, Travis Barman, Roxana Lupu, Matej Malik, Tiffany Kataria, Jegug Ih, Guangwei Fu, Luis Welbanks and Peter McGill, 10 May 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06159-5
More About the Mission
The James Webb Space Telescope stands as the foremost space science observatory in the world. Tasked with unraveling enigmas within our solar system, exploring remote worlds orbiting other stars, and investigating the perplexing structures and origins of our universe, Webb serves as a pivotal tool in understanding our place in the cosmos. This international endeavor is led by NASA, in partnership with the European Space Agency (ESA) and the Canadian Space Agency (CSA).
MIRI’s development was made possible through a joint effort between NASA and ESA. The U.S. side of the MIRI project was led by NASA’s Jet Propulsion Laboratory, while a diverse group of European astronomical institutes supported ESA’s involvement. George Rieke from the University of Arizona heads the MIRI science team, with Gillian Wright serving as the European principal investigator. Alistair Glasse from the UK ATC acts as the MIRI instrument scientist, while Michael Ressler is the U.S. project scientist at JPL. Laszlo Tamas, also from the UK ATC, oversees the European Consortium. The MIRI cryocooler development was managed and spearheaded by JPL, in collaboration with Northrop Grumman in Redondo Beach, California, and NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Caltech is responsible for managing JPL on behalf of NASA.
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Marcos na superfície de Europa indicam que a crosta gelada está à mercê das águas abaixo. Mais importante ainda, a recente visita de Juno revelou o que pode ser atividade de plumas, que, se real, permitiria que futuras missões coletassem amostras do oceano interior sem ter que pousar.
Já passaram quase dois anos desde que Juno fez a sua maior aproximação a Europa, mas as suas observações ainda estão a ser analisadas. Surpreendentemente, apesar de estar em órbita de Júpiter desde 2016, cinco imagens tiradas por Juno em 29 de setembro de 2022 foram os primeiros close-ups de Europa desde a última visita da sonda Galileo em 2000.
Isto representa, sem dúvida, uma negligência chocante de um dos mundos mais interessantes do sistema solar, mas também pode ter fornecido uma longa base para descobrir o que mudou.
Europa é o corpo mais liso do sistema solar, graças ao constante ressurgimento impulsionado pelo seu oceano interior. No entanto, está longe de ser inexpressivo, e Juno observou algumas depressões íngremes de 20 a 50 km (12 a 31 milhas) de largura e padrões de fratura que se acredita indicarem “Passo a passo polar real“.
“A verdadeira peregrinação polar ocorreria se a crosta gelada de Europa se separasse do seu interior rochoso, resultando em elevados níveis de tensão na crosta, levando a padrões de fractura previsíveis”, disse num estudo o Dr. Candy Hansen, do Instituto de Ciência Planetária. declaração.
A ideia por trás da verdadeira peregrinação polar é que a crosta que fica acima do oceano interior de Europa gira a uma velocidade diferente da do resto da lua. Acredita-se que a água abaixo está se movendo, puxando a concha consigo, já que as correntes dentro do oceano afetam os movimentos da concha. Estas correntes, por sua vez, são presumivelmente impulsionadas pelo aquecimento no interior do núcleo rochoso de Europa, onde a atração gravitacional de Júpiter e das suas luas maiores transforma Europa numa gigantesca bola de pressão.
No processo, as interações entre o oceano e o gelo podem esticar e comprimir áreas, criando as fissuras e cristas vistas desde a visita da Voyager 2.
Hansen faz parte de uma equipe que explora imagens Juno do hemisfério sul da Europa. “Esta é a primeira vez que tais padrões de fendas foram mapeados no Hemisfério Sul, sugerindo que o impacto da verdadeira peregrinação polar na geologia da superfície de Europa é mais extenso do que o anteriormente identificado”, disse o cientista.
Nem todas as alterações nos mapas da Europa são o resultado de correntes oceânicas internas. A NASA parece estar caindo na armadilha das ilusões de ótica. “A cratera Gwern não existe mais”, disse Hansen. “O que anteriormente se pensava ser uma cratera de impacto com 21 quilómetros de largura – uma das poucas crateras de impacto documentadas na Europa – Gwern, foi revelada nos dados da JunoCam como um conjunto de cristas que se cruzam que criaram uma sombra oval.”
No entanto, Juno dá mais do que recebe. A equipe está entusiasmada com algo que eles chamam de ornitorrinco por causa de seu formato, não porque tenha um monte de recursos que não deveriam combinar. As formações de cristas na sua borda parecem estar em colapso, e a equipe acredita que este processo pode ser causado por bolsas de água salgada que penetraram parcialmente na crosta de gelo.
Esta feição, batizada por cientistas planetários que aparentemente nunca viram um ornitorrinco verdadeiro, é contornada em amarelo, com uma área de colinas em azul.
Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI
Tais bolsas seriam alvos indiretos interessantes para estudo pelo Europa Clipper, mas mais interessantes são as manchas escuras que podem ter sido depositadas pela atividade criovulcânica.
“Estas características indicam atividade superficial atual e a presença de água líquida abaixo da superfície de Europa”, disse Heidi Becker do Laboratório de Propulsão a Jato. Tal atividade foi confirmada nas fontes termais de Encélado, mas há evidências conflitantes sobre se ela está ocorrendo atualmente na Europa.
Tal atividade tornaria possível coletar amostras do oceano interior em busca de sinais de vida, simplesmente voando através de uma pluma e coletando alguns flocos de gelo, sem ter que pousar, muito menos cavar.
Atualmente, a oscilação polar pode causar ajustes muito modestos na localização das formações na superfície de Europa, mas há evidências de uma mudança de mais de 70 graus há milhões de anos, por razões desconhecidas.
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Autoridades de saúde pública do condado de Los Angeles estão investigando um caso relatado de hepatite A em um funcionário de um supermercado Whole Foods em Beverly Hills.
Autoridades de saúde alertaram que qualquer pessoa que comprasse produtos na loja de frutos do mar do mercado em 239 North Crescent Dr. Entre 20 de abril e 13 de maio, ele tomará a vacina contra hepatite A, caso ainda não esteja imune.
“Receber a vacinação o mais rápido possível após a exposição pode ajudar a reduzir o risco de infecção por hepatite A”, disse o Departamento de Saúde Pública do Condado de Los Angeles. “Os residentes devem entrar em contato com a farmácia local ou médico para obter a vacina.”
A hepatite A é uma infecção hepática altamente contagiosa que pode variar desde uma doença leve que dura algumas semanas até uma doença grave que dura vários meses, de acordo com informações fornecidas pelo departamento de saúde.
A infecção geralmente se espalha quando uma pessoa ingere inadvertidamente o vírus de objetos, alimentos ou bebidas contaminados com pequenas quantidades não detectadas de fezes de uma pessoa infectada.
O Departamento de Saúde está trabalhando com a Whole Foods para garantir que os funcionários que não têm imunidade à hepatite A sejam encaminhados para vacinação. Nenhum caso adicional de hepatite A foi relatado até sábado e a investigação continua em andamento.
Autoridades de Los Angeles disseram no início desta semana que era hepatite A espalhado por toda a cidade'População deslocada. As pessoas que vivem em situação de sem-abrigo tendem a ser mais vulneráveis porque têm acesso limitado a instalações para lavar as mãos e a casas de banho.
No comunicado, o escritório de comunicações corporativas da Whole Foods disse: “O membro da equipe que foi diagnosticado não está trabalhando e não temos conhecimento de mais ninguém adoecendo”.
A empresa acrescentou: “Embora tenhamos procedimentos rígidos de segurança alimentar em nossas lojas, incentivamos qualquer pessoa que acredite ter sido exposta ao vírus a seguir as diretrizes do Ministério da Saúde”.
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Este caminho “semelhante a uma cobra” lembra muito um rio sinuoso.
Rio preguiçoso
Os operadores do rover Mars Curiosity da NASA tomaram a sua decisão, e o rover fora do mundo continuará descendo uma crista rochosa que os cientistas acreditam ter sido outrora um rio caudaloso.
No início deste mês, o único veículo chegou à região alta da serra de Gedes Valles, um “Caminho semelhante a uma cobra“Isso nos lembra dos canais que os rios escavam na Terra.
Isso deixou a equipe do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA com uma grande decisão: continuar ao longo de Gedes Valles em busca de um lugar para atravessar – ou aventurar-se pelo lado sul de Pinnacle Ridge, que é transitável de acordo com a carga mais recente. Dados.
Por fim, a equipe decidiu continuar pela Gedez Valles.
“Gosto muito de processos como os de hoje”, escreveu Abigail Freeman, geóloga planetária do JPL, em um artigo. Atualização da NASA. “Esta manhã saímos com uma visão marciana totalmente nova para admirar e então tivemos que trabalhar juntos como uma equipe para decidir rapidamente o que fazer a seguir.”
Melhorar
A curiosidade já se revelou inestimável para lançar nova luz sobre o passado antigo do Planeta Vermelho, compilando evidências de que a sua superfície outrora fervilhava de rios caudalosos.
Cientistas do ano passado Analise novos dados Obtido pelo rover Relentless, concluiu que esses rios poderiam ter hospedado vida antiga. As formações de crateras chamadas “formas de relevo de assento e nariz” são provavelmente remanescentes de antigos leitos de rios, concluíram pesquisadores em um estudo recente. Estádio.
“Esta análise não é um instantâneo, mas um registro de mudança”, disse o coautor e professor assistente de geociências da Penn State, Benjamin Cardenas, em um comunicado na época. “O que vemos hoje em Marte são os restos de uma história geológica ativa, e não uma paisagem congelada no tempo.”
A curiosidade está apenas arranhando a superfície. Os cientistas acreditam que outras partes da superfície de Marte também podem ter sido moldadas e formadas por sedimentos transportados pelos rios há milhares de milhões de anos, numa altura em que o planeta provavelmente parecia completamente desconhecido.
Mais sobre curiosidade: Marte está cheio de minerais intimamente ligados à vida, descobriu o veículo espacial da NASA
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