terça-feira, 6 de abril de 2021

Gotas de chuva são um meio de verificar se exoplanetas podem ter vida

Cientistas desenvolveram uma forma de identificar a habitabilidade de exoplanetas pelo tamanho possível das suas gotas de chuva. Crédito: Nasa Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Um dia, a humanidade poderá pisar em outro planeta habitável. Esse planeta pode parecer muito diferente da Terra, mas uma coisa parecerá familiar: a chuva.

Em um artigo recente, pesquisadores da Universidade Harvard (EUA) descobriram que as gotas de chuva são notavelmente semelhantes em diferentes ambientes planetários, até mesmo planetas tão drasticamente diferentes como a Terra e Júpiter. Compreender o comportamento das gotas de chuva em outros planetas é a chave não apenas para revelar o clima antigo em planetas como Marte, mas também para identificar planetas potencialmente habitáveis ​​fora do Sistema Solar. O estudo foi publicado na revista “Journal of Geophysical Research: Planets”.

“O ciclo de vida das nuvens é realmente importante quando pensamos sobre a habitabilidade do planeta”, disse Kaitlyn Loftus, aluna de graduação no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias de Harvard e principal autora do artigo. “Mas as nuvens e a precipitação são realmente complicadas e complexas para modelar completamente. Estamos procurando maneiras mais simples de entender como as nuvens evoluem, e o primeiro passo é se as gotículas das nuvens evaporam na atmosfera ou chegam à superfície como chuva.”

Importância do tamanho

“A humilde gota de chuva é um componente vital do ciclo de precipitação para todos os planetas”, disse Robin Wordsworth, professor associado de Ciência Ambiental e Engenharia da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (Seas) de Harvard e autor sênior do artigo. “Se entendermos como as gotas de chuva  se comportam individualmente, poderemos representar melhor a chuva em modelos climáticos complexos.”

Um aspecto essencial do comportamento da gota de chuva, pelo menos para modeladores do clima, é se ela chega ou não à superfície do planeta. Isso se explica porque a água na atmosfera desempenha um grande papel no clima planetário. Para esse fim, o tamanho é importante. Se for muito grande, ela se desintegrará devido à tensão superficial insuficiente. Isso independe de ela ser constituída de água, metano ou ferro líquido superaquecido, como no exoplaneta WASP-76b. Se for muito pequena, a gota evaporará antes de atingir a superfície.

Loftus e Wordsworth identificaram uma Zona de Goldilocks (zona habitável) para o tamanho da gota de chuva usando apenas três propriedades: forma da gota, velocidade de queda e velocidade de evaporação.

As formas das gotas são iguais em diferentes materiais de chuva e dependem principalmente do peso da gota. Embora muitos de nós possamos imaginar uma gota tradicional em forma de lágrima, as gotas de chuva são na verdade esféricas quando pequenas, tornando-se esmagadas à medida que aumentam de tamanho, até assumir a forma de um pão de hambúrguer. A velocidade de queda depende dessa forma, bem como da gravidade e da espessura do ar circundante.

Fração muito pequena

A velocidade de evaporação é mais complicada. Ela é influenciada pela composição atmosférica, pressão, temperatura, umidade relativa e muito mais.

Ao levarem todas essas propriedades em consideração, Loftus e Wordsworth descobriram que, em uma ampla gama de condições planetárias, a matemática da queda de gotas de chuva significa que apenas uma fração muito pequena dos tamanhos possíveis de gota em uma nuvem pode atingir a superfície.

“Podemos usar esse comportamento para nos guiar enquanto modelamos os ciclos de nuvens em exoplanetas”, disse Loftus.

“As percepções que ganhamos ao pensar sobre gotas de chuva e nuvens em diversos ambientes são fundamentais para entender a habitabilidade dos exoplanetas”, disse Wordsworth. “No longo prazo, eles também podem nos ajudar a obter uma compreensão mais profunda do clima da própria Terra.”


Fonte:Revista Planeta e Terra



 

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