Uma equipe internacional de astrônomos se tornou a primeira do mundo a detectar isótopos na atmosfera de um exoplaneta.

Desenho animado sobre a descoberta de carbono-13 na atmosfera de um exoplaneta. Na realidade, os astrônomos estavam sentados atrás de suas mesas analisando os espectros do exoplaneta TYC-8998 b feito pelo Very Large Telescope do ESO no Chile. Crédito: Daniëlle Futselaar (Artsource)

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Trata-se de diferentes formas de carbono no planeta gigante gasoso TYC 8998-760-1 b a uma distância de 300 anos-luz na constelação de Musca (ou a Mosca). O sinal fraco foi medido com o Very Large Telescope do ESO no Chile e parece indicar que o planeta é relativamente rico em carbono-13. Os astrônomos especulam que isso ocorre porque o planeta se formou a uma grande distância de sua estrela-mãe. A pesquisa será publicada na revista científica Nature nesta quinta-feira.

Os isótopos são formas diferentes do mesmo átomo, mas com número variável de nêutrons no núcleo. Por exemplo, o carbono com seis prótons normalmente tem seis nêutrons (carbono-12), mas ocasionalmente sete (carbono-13) ou oito (carbono-14). Isso não muda muito as propriedades químicas do carbono, mas os isótopos são formados de maneiras diferentes e frequentemente reagem de maneira ligeiramente diferente às condições prevalecentes. Os isótopos são, portanto, usados em uma ampla gama de campos de pesquisa: desde a detecção de doenças cardiovasculares ou câncer até o estudo das mudanças climáticas e a determinação da idade de fósseis e rochas.

Bastante especial

Os astrônomos foram capazes de distinguir o carbono-13 do carbono-12 porque ele absorve radiação em cores ligeiramente diferentes. "É realmente muito especial que possamos medir isso em uma atmosfera de exoplaneta, a uma distância tão grande", diz Leiden Ph.D. estudante Yapeng Zhang, primeira autora do artigo.

Os astrônomos esperavam detectar cerca de um em 70 átomos de carbono como sendo carbono-13, mas para este planeta parece ter o dobro. A ideia é que o alto carbono-13 está de alguma forma relacionado à formação do exoplaneta.

O coautor Paul Mollière, do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha, diz: "O planeta está mais de 150 vezes mais distante de sua estrela-mãe do que nossa Terra está do nosso sol. A uma distância tão grande, o gelo está possivelmente formado com mais carbono-13, causando a maior fração deste isótopo na atmosfera do planeta hoje."

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'Meu exoplaneta'

O próprio planeta, TYC 8998-760-1 b, foi descoberto apenas dois anos atrás por Leiden Ph.D. aluno Alexander Bohn, co-autor do artigo. "É incrível que essa descoberta tenha sido feita perto do 'meu' planeta. Provavelmente será o primeiro de muitos."

Ignas Snellen, professor em Leiden e por muitos anos o impulsionador deste assunto, estamos todos orgulhosos. "A expectativa é que, no futuro, os isótopos ajudem ainda mais a entender exatamente como, onde e quando os planetas se formam. Este é apenas o começo."

Mais informações:

Yapeng Zhang et al, The ¹³CO-rich atmosphere of a young accreting super-Jupiter, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03616-x

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Referência:

First measurement of isotopes in atmosphere of exoplanet. Phys Org, 14, jul. 2021. Disponível em: <https://phys.org/news/2021-07-isotopes-atmosphere-exoplanet.html>. Acesso em: 15, jul 2021.