Como identificar a atmosfera gasosa de um planeta? Quais os instrumentos utilizados? Como funciona? As estrelas emitem luz nos diferentes comprimentos de onda do espectro electromagnético, desde as ondas de rádio aos raios gama passando pela radiação infravermelha, visível, ultravioleta e de raios X. Fazendo a decomposição dessa luz utilizando um espectrómetro obtemos o chamado espectro de emissão da estrela (uma forma mais sofisticada de fazer o que as gotas de chuva fazem quando nos oferecem o arco-íris). Ao analisar cuidadosamente o espectro de uma estrela verifica-se a existência de algumas linhas escuras: estas são chamadas riscas de absorção uma vez que correspondem a comprimentos de onda cuja radiação foi absorvida antes de abandonar a estrela.

Cada substância (hidrogénio, hélio, carbono, água,...) tem um conjunto de riscas característico. Assim podemos identificar diferentes elementos ou substâncias compostas em estrelas, planetas ou luas do sistema solar. Para além disso a largura das referidas riscas está relacionada com a temperatura. Se as riscas estiverem deslocadas em relação à sua posição normal (que se pode obter num laboratório na Terra) então podemos determinar se a estrela está a se afastar ou aproximar de nós e com que velocidade.

Um fenómeno particularmente importante (embora raro) no estudo da atmosfera dos planetas ou luas dos sistema solar é o da ocultação de estrelas. A ocultação acontece quando um planeta ou lua se interpõe na nossa linha de visão em relação a uma estrela distante escondendo por momentos a luz desta.

Se uma ocultação for devidamente acompanhada é possível traçar a curva de variação de luz que nos chega da estrela em questão. Se essa curva cair abruptamente quando o planeta (ou lua) escondem a estrela então quer dizer que não existe atmosfera significativa em torno do planeta. Se a curva de luz começar a decrescer um pouco antes da ocultação propriamente dita isto significa que essa atenuação é causada pela passagem da luz pela atmosfera do planeta. Ao decompor a luz nesta fase podemos verificar quais os comprimentos de onda que foram absorvidos e retirar conclusões sobre a composição dessa atmosfera.

Alguns links que podem interessar (com algumas imagens sobre o assunto):

https://nasa.tumblr.com/post/186983872364/how-do-we-learn-about-a-planets-atmosphere

Estrelas: Espetros, Luminosidades e Massas

Elementos de Física (em particular slides 15 e 16) How can we identify the gas atmosphere of a planet? What instruments are used? How do they work? Stars emit light at different wavelengths of the electromagnetic spectrum, from radio waves to gamma rays, including infrared, visible, ultraviolet and X-ray radiation. A more sophisticated way of doing what raindrops do when they offer us a rainbow. When you analyze the spectrum of a star carefully, you see that there are some dark lines: these are called "absorption lines", since they correspond to wavelengths whose radiation was absorbed before leaving the star.

Each substance (hydrogen, helium, carbon, water, etc.) has a characteristic set of stripes. This way, we can identify different elements or composite substances in stars, planets or moons of the Solar System. Furthermore, the width of these stripes is related to the object's temperature. If the lines are offset from their normal position, which we check in a laboratory on Earth, then we can determine whether the star is moving away from or towards us, and at what speed.

A particularly important, though rare, phenomenon in the study of the atmosphere of planets or moons in the Solar System is that of stellar occultation. Occultations happen when a planet or moon interposes in our line of sight in relation to a distant star, hiding its light for a moment.

If an occultation is properly monitored, it's possible to trace the variation curve of light that reaches us from the star in question. If this curve drops off sharply when the planet (or moon) hides the star, then it means that there is no significant atmosphere around the planet. If the light curve starts to decrease a little before the actual occultation, this means that this attenuation is caused by the passage of light through the planet's atmosphere. By decomposing the light at this stage, we can verify which wavelengths were absorbed and draw conclusions about the composition of this atmosphere.

Some links that may interest you, with some images on the subject, are:

https://nasa.tumblr.com/post/186983872364/how-do-we-learn-about-a-planets-atmosphere

Stars: Spectra, Luminosities and Masses (in portuguese)

Elements of Physics (in particular, slides 15 and 16) (in portuguese)