Um estudo publicado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, em 15 de setembro na revista científica Nature, apontou a possibilidade de astrônomos estarem interpretando de forma equivocada os dados planetários obtidos com o telescópio James Webb (JWST), da Agência Espacial Norte-Americana (Nasa). Segundo a pesquisa, os modelos de opacidade utilizados para a decodificação das informações podem precisar de ajustes para evitar erros.
Atualmente, o James Webb é considerado o telescópio de mais alta precisão. Lançada ao espaço em 25 de dezembro do ano passado e conhecida como sucessora do Hubble, a tecnologia permite a obtenção de registros fotográficos do universo em comprimentos de onda infravermelho, imperceptíveis ao olho humano.
As informações obtidas no espaço são enviadas a sistemas que convertem o material para a luz visível. No entanto, com base no estudo, as ferramentas utilizadas no processo de decodificação podem não ser boas o suficiente para interpretar os dados de forma precisa.
Para os pesquisadores, o principal problema está nos modelos de opacidade, que modelam como a luz interage com a matéria em função das propriedades da matéria. Caso a hipótese seja confirmada, o resultado levaria a uma imprecisão nos dados das atmosferas planetárias já obtidos, como temperatura, pressão e composição elementar. Além disso, o erro estaria em uma ordem de magnitude, o que representaria grandes distorções das medidas reais.
A equipe que realizou a pesquisa contou com astrofísicos especialistas em espectroscopia. De acordo com eles, o erro ocorre porque o atual modelo para descriptografar as informações espectrais está muito ultrapassado e não consegue acompanhar a precisão e qualidade dos dados fornecidos pelo telescópio espacial.
Realização de testes
Para chegar aos resultados, os pesquisadores testaram o modelo de opacidade que é mais comumente utilizado. Em seguida, a equipe criou outros oito modelos "perturbados", alimentando-os com espectros sintéticos (padrões de luz simulados que são semelhantes à precisão do James Webb).
Após a fase de testes, os astrofísicos perceberam que todos modelos apresentavam bons ajustes com os dados do telescópio e que mesmo aqueles que foram "perturbados" e produziram uma composição química incorreta, geravam um espectro dessa composição próximo ao espectro original. Porém, também foi constatado que esses modelos não eram sensíveis o suficiente e que seria praticamente impossível descobrir se o modelo está errado e se o que ele indica está incorreto.
Com a falta de sensibilidade dos modelos, é impossível descobrir, por exemplo, se a temperatura atmosférica de uma planeta é de 300 Kelvin ou 600 Kelvin; ou se um determinado gás ocupa 5% ou 25% de uma dada camada atmosférica.
"Essa diferença é importante para que possamos restringir os mecanismos de formação planetária e identificar bioassinaturas de forma confiável", explicou Prajwal Niraula, estudante de pós-graduação do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT (EAPS), em comunicado.
Possíveis soluções para o problema
Como solução, a equipe propôs algumas sugestões que incluem medições laboratoriais, cálculos teóricos e colaborações interdisciplinares de áreas como astronomia e espectroscopia. Além disso, para Prajwal Niraula, estudante de pós-graduação no MIT e coautora da pesquisa, é preciso que e os estudos avancem a ponto dos cientistas compreenderem de fato como é a interação entre luz e matéria, o que evitaria imprecisões e ajudaria a identificar erros.
As propriedades das atmosferas planetárias que são obtidas com o JWST são muito importantes porque elas podem inclusive fornecer pistas de como um planeta se formou e se o corpo celeste pode ou não abrigar vida, além de descobrir novos elementos e composições químicas.
O que é opacidade
A opacidade é uma medida que indica a facilidade com que os fótons (partículas que compõem a luz e transportam a energia contida nas radiações eletromagnéticas) passam por um determinado material.
Os fótons de certos comprimentos de onda podem passar diretamente através de um material ou ainda serem absorvidos ou refletidos de volta. Essas possibilidades dependem de como eles interagem com as moléculas do condutor e também de elementos como a temperatura e pressão desse material.
Modelos de opacidade
Um modelo de opacidade é construído tendo como base suposições de como a luz interage com a matéria. A partir disso, os astrônomos conseguem decodificar, por exemplo, elementos químicos e a abundância deles na atmosfera de um exoplaneta (planeta fora do Sistema Solar), utilizando a luz do planeta que é capturada por um determinado telescópio.
Para os pesquisadores, essa discussão é ainda muito recente porque até então esses modelos eram precisos e conseguiam interpretar de forma adequada dados de telescópios como o Hubble. No entanto, o James Webb marca o começo de uma nova era e, com isso, é preciso que a ciência avance junto.
