DOUTORADO

Para minha tese de doutorado no Observatórioo do Valongo (UFRJ), escolhi estudar atmosferas de exoplanetas, i.e. planetas de fora do Sistema Solar. Atualmente, existem mais de 5000 exoplanetas confirmados, alguns semelhantes à Terra, outros similares à Júpiter, Saturno, Netuno, e alguns diferentes do que tudo que já imaginamos!

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Planetas tipo Terra, apesar de serem objetos muito interessantes, são difíceis de serem observados devido ao seu pequeno tamanho. Portanto, a maior parte dos dados observacionais disponíveis é de planetas gigantes gasosos. E é com essa classe de planetas que eu trabalho atualmente.

Meu trabalho é baseado no estudo e análise de dados espectroscópicos de atmosferas de exoplanetas. Mais especificamente, eu trabalho com espectros se transmissão, que são espectros obtidos quando temos um determinado alinhamento onde podemos ver o planeta passando em frente à sua estrela. Quando isso acontece, o planeta "esconde" uma pequena porção da estrela, como na imagem abaixo, e parte da luz proveniente da estrela é bloqueada. Entretanto, se esse planeta que passa na frente da estrela tem uma atmosfera significativa, parte da radiação estelar passa através da atmosfera do planeta, interagindo com as espécies químicas presentes na atmosfera. Assim, quando observamos essa luz transmitida, temos um espectro de transmissão.

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© Christine Daniloff/MIT, Julien de Wit

É por isso que o método de transmissão é útil para a compreensão de atmosferas de exoplanetas: porque átomos, moléculas e outras espécies deixam assinaturas individuais no espectro. Essas assinaturas são únicas para cada composto, como se fosse um código de barras,  ou uma impressão digital. E assim, ao analisar essas assinaturas espectrais, como a forma e a altura das linhas, podemos inferir quais espécies químicas existem naquela atmosfera. Todavia, a qualidade e a resolução espectral disponível atualmente é bastante baixa. Para contornar esse problema, usamos esses espectros observados para criar espectros sintéticos de alta resolução.

Inferir a estrutura e composição de uma atmosfera usando dados observados e sintéticos é uma técnica muito popular chamada recuperação atmosférica. Usamos um código em Python para estabelecer diferentes modelos atmosféricos, e tentamos ajustar cada um desses modelos aos nossos espectros observados. Por fim, o modelo mais bem ajustado é considerado aquele que melhor representa aquela atmosfera, e as propriedades desse melhor modelo são uma estimativa às propriedades daquela atmosfera. Por exemplo, se o melhor modelo é um modelo que não considera nuvens, há grande chances daquela atmosfera de fato ser isenta de nuvens.
 

Desse modo, a técnica de recuperação auxilia na determinação das características atmosféricas, como temperatura, pressão, abundâncias químicas, e até a presença (ou ausência) de nuvens. Além disso, ao entendermos atmosferas de exoplanetas, podemos aprender sobre a formação e evolução de planetas fora e dentro do Sistema Solar, incluindo nosso próprio planeta, ou ainda outros mundos potencialmente habitáveis!

Mais atualizações sobre o meu trabalho são postadas aqui e na minha página do Twitter, então certifique-se de me seguir lá ;)