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Hubble investiga estranhas condições climáticas em mundos barulhentos

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Hubble investiga estranhas condições climáticas em mundos barulhentos

Esta é uma ilustração do KELT-20b orbitando uma estrela azul-branca. O planeta gigante está tão perto de sua estrela (8 milhões de milhas), que uma torrente de radiação ultravioleta da estrela aquece a atmosfera do planeta a mais de 3.000 graus Fahrenheit. Isso cria uma camada térmica à medida que a temperatura da atmosfera aumenta com a altitude. Esta é a melhor evidência até o momento – obtida do Telescópio Espacial Hubble – de uma estrela hospedeira afetando diretamente a atmosfera do planeta. O planeta barulhento está a 456 anos-luz de distância. Crédito: NASA, ESA, Leah Hostak (STScI)

Os mundos escaldantes evaporam a maior parte da poeira na atmosfera

“Quando você está quente, você é sexy!” O cantor e compositor country Jerry Reed na Melhor Canção Pop de 1971. Os astrônomos do Hubble podem mudar as palavras para: “Quando você está quente, você é tão sexy!”

Isso vem do estudo de planetas precariamente próximos de sua estrela-mãe, pois são assados ​​a temperaturas de até 3.000 graus.[{” attribute=””>Fahrenheit. It’s raining vaporized rock on one planet, and another planet’s atmosphere is being “sunburned” by intense ultraviolet radiation from its star. This makes the upper atmosphere hotter rather than cooler.

This Hubble research provides dramatic new insights into the vast range of atmospheric conditions on other worlds, and helps astronomers build better theories for making themselves “exoplanet weather forecasters.” Before thousands of planets around other stars were discovered, astronomers were limited to doing comparative planetology only to the handful of worlds in our solar system.

As oddball as the super-hot Jupiters are, this kind of research helps pave the way to better understanding the atmospheres of cooler exoplanets, especially potentially inhabitable terrestrial planets. The super-hot Jupiters are uninhabitable, of course, and any visitors would need to wear sunscreen SPF 10,000.

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Hubble Probes Extreme Weather on Ultra-Hot Jupiters

In studying a unique class of ultra-hot exoplanets, NASA Hubble Space Telescope astronomers may be in the mood for dancing to the Calypso party song “Hot, Hot, Hot.” That’s because these bloated Jupiter-sized worlds are so precariously close to their parent star they are being roasted at seething temperatures above 3,000 degrees Fahrenheit. That’s hot enough to vaporize most metals, including titanium. They have the hottest planetary atmospheres ever seen.

In two new papers, teams of Hubble astronomers are reporting on bizarre weather conditions on these sizzling worlds. It’s raining vaporized rock on one planet, and another one has its upper atmosphere getting hotter rather than cooler because it is being “sunburned” by intense ultraviolet (UV) radiation from its star.

This research goes beyond simply finding weird and quirky planet atmospheres. Studying extreme weather gives astronomers better insights into the diversity, complexity, and exotic chemistry taking place in far-flung worlds across our galaxy.

“We still don’t have a good understanding of weather in different planetary environments,” said David Sing of the Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, co-author on the two studies being reported. “When you look at Earth, all our weather predictions are still finely tuned to what we can measure. But when you go to a distant exoplanet, you have limited predictive powers because you haven’t built a general theory about how everything in an atmosphere goes together and responds to extreme conditions. Even though you know the basic chemistry and physics, you don’t know how it’s going to manifest in complex ways.”

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In a paper in the April 6 journal Nature, astronomers describe Hubble observations of WASP-178b, located about 1,300 light-years away. On the daytime side the atmosphere is cloudless, and is enriched in silicon monoxide gas. Because one side of the planet permanently faces its star, the torrid atmosphere whips around to the nighttime side at super-hurricane speeds exceeding 2,000 miles per hour. On the dark side, the silicon monoxide may cool enough to condense into rock that rains out of clouds, but even at dawn and dusk, the planet is hot enough to vaporize rock. “We knew we had seen something really interesting with this silicon monoxide feature,” said Josh Lothringer of the Utah Valley University in Orem, Utah.

In a paper published in the January 24 issue of Astrophysical Journal Letters, Guangwei Fu of the University of Maryland, College Park, reported on a super-hot Jupiter, KELT-20b, located about 400 light-years away. On this planet a blast of ultraviolet light from its parent star is creating a thermal layer in the atmosphere, much like Earth’s stratosphere. “Until now we never knew how the host star affected a planet’s atmosphere directly. There have been lots of theories, but now we have the first observational data,” Fu said.

By comparison, on Earth, ozone in the atmosphere absorbs UV light and raises temperatures in a layer between seven to 31 miles above Earth’s surface. On KELT-20b the UV radiation from the star is heating metals in the atmosphere which makes for a very strong thermal inversion layer.

Evidence came from Hubble’s detection of water in near-infrared observations, and from NASA’s Spitzer Space Telescope’s detection of carbon monoxide. They radiate through the hot, transparent upper atmosphere that is produced by the inversion layer. This signature is unique from what astronomers see in the atmospheres of hot-Jupiters orbiting cooler stars, like the Sun. “The emission spectrum for KELT-20b is quite different from other hot-Jupiters,” said Fu. “This is compelling evidence that planets don’t live in isolation but are affected by their host star.”

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Though super-hot Jupiters are uninhabitable, this kind of research helps pave the way to better understanding the atmospheres of potentially inhabitable terrestrial planets. “If we can’t figure out what’s happening on super-hot Jupiters where we have reliable solid observational data, we’re not going to have a chance to figure out what’s happening in weaker spectra from observing terrestrial exoplanets,” said Lothringer. “This is a test of our techniques that allows us to build a general understanding of physical properties such as cloud formation and atmospheric structure.”

References:

“UV absorption by silicate cloud precursors in ultra-hot Jupiter WASP-178b” by Joshua D. Lothringer, David K. Sing, Zafar Rustamkulov, Hannah R. Wakeford, Kevin B. Stevenson, Nikolay Nikolov, Panayotis Lavvas, Jessica J. Spake and Autumn T. Winch, 6 April 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-04453-2

“Strong H2O and CO Emission Features in the Spectrum of KELT-20b Driven by Stellar UV Irradiation” by Guangwei Fu, David K. Sing, Joshua D. Lothringer, Drake Deming, Jegug Ih, Eliza M. -R. Kempton, Matej Malik, Thaddeus D. Komacek, Megan Mansfield and Jacob L. Bean, 24 January 2022, Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac4968

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and ESA (European Space Agency). NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, conducts Hubble science operations. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C.

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Uma descoberta de meteorito sem precedentes desafia modelos astrofísicos

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Uma descoberta de meteorito sem precedentes desafia modelos astrofísicos

Os pesquisadores descobriram uma rara partícula de poeira em um meteorito, feita de uma estrela diferente do nosso Sol. Usando tomografia de sonda atômica avançada, eles analisaram a proporção única de isótopos de magnésio da partícula, revelando sua origem em um tipo recentemente identificado de supernova que queima hidrogênio. Esta descoberta fornece insights mais profundos sobre eventos cósmicos e formação de estrelas. Crédito: SciTechDaily.com

Os cientistas descobriram uma partícula de meteorito com uma proporção isotópica de magnésio sem precedentes, sugerindo a sua origem numa supernova que queima hidrogénio.

A pesquisa descobriu uma rara partícula de poeira presa em um antigo meteorito extraterrestre, formado por uma estrela diferente do nosso Sol.

A descoberta foi feita pela autora principal, Dra. Nicole Neville, e colegas durante seus estudos de doutorado na Curtin University, que agora trabalha no Instituto de Ciência Lunar e Planetária em colaboração com… NASACentro Espacial Johnson.

Meteoritos e grãos pré-solares

Os meteoritos são feitos principalmente de material formado em nosso sistema solar e também podem conter pequenas partículas originárias de estrelas que nasceram muito antes do nosso sol.

Evidências de que essas partículas, conhecidas como grãos pré-solares, são restos de outras estrelas foram encontradas através da análise dos diferentes tipos de elementos encontrados dentro delas.

Técnicas analíticas inovadoras

Dr. Neville usou uma técnica chamada milho Sonda de tomografia para analisar partículas, reconstruir a química em nível atômico e acessar as informações ocultas nelas.

Dr Neville disse: “Essas partículas são como cápsulas do tempo celestiais, fornecendo um instantâneo da vida de sua estrela-mãe”.

“Os materiais criados no nosso sistema solar têm proporções previsíveis de isótopos – diferentes tipos de elementos com diferentes números de nêutrons. A partícula que analisamos tem uma proporção de isótopos de magnésio que é diferente de qualquer coisa no nosso sistema solar.

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“Os resultados foram literalmente fora dos gráficos. A proporção isotópica mais extrema para o magnésio de estudos anteriores de grãos pré-solares foi de cerca de 1.200. O grão em nosso estudo tem um valor de 3.025, o valor mais alto já descoberto.

“Esta razão isotópica excepcionalmente elevada só pode ser explicada pela formação num tipo de estrela recentemente descoberto – uma supernova que queima hidrogénio.”

Avanços na astrofísica

O coautor, Dr. David Saxey, do Centro John D. Laiter em Curtin, disse: “A pesquisa abre novos horizontes na forma como entendemos o universo, ultrapassando os limites das técnicas analíticas e dos modelos astrofísicos.

“A sonda atômica nos deu todo um nível de detalhe que não conseguimos acessar em estudos anteriores”, disse o Dr. Saksi.

“Uma supernova que queima hidrogênio é um tipo de estrela que só foi descoberta recentemente, mais ou menos na mesma época em que estávamos analisando a minúscula partícula de poeira. Usar uma sonda atômica neste estudo nos dá um novo nível de detalhe que nos ajuda a entender como essas estrelas forma.”

Vinculando resultados de laboratório a fenômenos cósmicos

O co-autor, Professor Phil Bland, da Curtin School of Earth and Planetary Sciences, disse: “Novas descobertas do estudo de partículas raras em meteoritos permitem-nos obter informações sobre eventos cósmicos fora do nosso sistema solar.

“É simplesmente incrível poder correlacionar medições em escala atômica em laboratório com um tipo de estrela recentemente descoberto.”

Pesquisa intitulada “Elemento atômico e investigação isotópica 25Poeira estelar rica em magnésio de supernovas que queimam H. Foi publicado em Jornal Astrofísico.

Referência: “Elemento em escala atômica e investigação isotópica 25“Poeira estelar rica em Mg de uma supernova que queima H”, por N. D. Nevill, P. A. Bland, D. W. Saxey, W. D. A. Rickard e P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman e L. Daly e SM Reddy, 28 de março de 2024, Jornal Astrofísico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad2996

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O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

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O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

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Encontrando os sinais de vida mais promissores em outro planeta, cortesia de James Webb

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Encontrando os sinais de vida mais promissores em outro planeta, cortesia de James Webb

Os cientistas estão se concentrando na detecção de sulfeto de dimetila (DMS) em sua atmosfera.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST), o telescópio mais poderoso já lançado, está pronto para iniciar uma missão de observação crucial na busca por vida extraterrestre.

Como reportado vezes, O telescópio irá focar-se num planeta distante que orbita uma estrela anã vermelha, K2-18b, localizada a 124 anos-luz de distância.

K2-18b chamou a atenção dos cientistas devido à sua capacidade de abrigar vida. Acredita-se que seja um mundo coberto por oceanos e cerca de 2,6 vezes maior que a Terra.

O elemento-chave que os cientistas procuram é o sulfeto de dimetila (DMS), um gás com uma propriedade notável. Segundo a NASA, o DMS é produzido na Terra apenas pela vida, principalmente pelo fitoplâncton marinho.

A presença de DMS na atmosfera de K2-18b seria uma descoberta importante, embora o Dr. Niku Madhusudan, astrofísico principal do estudo de Cambridge, acautele contra tirar conclusões precipitadas. Embora os dados preliminares do Telescópio Espacial James Webb indiquem uma alta probabilidade (mais de 50%) da presença do DMS, são necessárias análises mais aprofundadas. O telescópio dedicará oito horas de observação na sexta-feira, seguidas de meses de processamento de dados antes de chegar a uma resposta definitiva.

A falta de um processo natural, geológico ou químico conhecido para gerar DMS na ausência de vida acrescenta peso à excitação. No entanto, mesmo que isto se confirme, a enorme distância entre o K2-18b representa um obstáculo tecnológico. Viajando à velocidade da sonda Voyager (38.000 mph), a sonda levaria 2,2 milhões de anos para chegar ao planeta.

Apesar da sua enorme distância, a capacidade do Telescópio Espacial James Webb de analisar a composição química da atmosfera de um planeta através da análise espectroscópica da luz estelar filtrada através das suas nuvens fornece uma nova janela para a possibilidade de vida extraterrestre. Esta missão tem o potencial de responder à antiga questão de saber se estamos realmente sozinhos no universo.

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As próximas observações também visam esclarecer a presença de metano e dióxido de carbono na atmosfera do K2-18b, potencialmente resolvendo o “problema da falta de metano” que tem intrigado os cientistas há mais de uma década. Embora o trabalho teórico sobre fontes não biológicas do gás prossiga, as conclusões finais são esperadas nos próximos quatro a seis meses.

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