Eis por que os cientistas estão tão entusiasmados com o novo telescópio espacial de caça ao planeta da NASA

(NASA / ESA / G. Bacon / STScI)

Dentro de apenas 50 anos-luz da Terra, existem cerca de 1.560 estrelas, provavelmente orbitadas por vários milhares de planetas. Cerca de mil desses planetas extra-solares - conhecidos como exoplanetas - podem ser rochosos e ter uma composição semelhante à da Terra. Alguns podem até abrigar a vida.

Mais de 99% desses mundos alienígenas permanecem desconhecidos - mas isso está prestes a mudar.

Com o novo telescópio espacial TESS da NASA, o caçador de exoplanetas , a pesquisa em todo o céu está em busca de planetas possivelmente habitáveis ​​próximos ao nosso sistema solar. O TESS - que orbita a Terra a cada 13,7 dias - e os telescópios terrestres estão prontos para encontrar centenas de planetas nos próximos anos.

Isso pode transformar a compreensão dos astrônomos sobre os mundos alienígenas ao nosso redor e fornecer alvos para a varredura com telescópios da próxima geração em busca de assinaturas de vida . Em pouco mais de um ano, o TESS identificou mais de 1.200 candidatos planetários , 29 dos quais astrônomos já confirmaram como planetas .

Dada a capacidade única do TESS de procurar simultaneamente dezenas de milhares de estrelas em busca de planetas, a missão deverá render mais de 10.000 novos mundos .

Estes são tempos emocionantes para os astrônomos e, principalmente, para aqueles que exploram exoplanetas. Nós são membros do planeta-caça Eden Project , que também apoia o trabalho de Tess.

Usamos telescópios no solo e no espaço para encontrar exoplanetas para entender suas propriedades e potencial para abrigar vida.

Mundos desconhecidos à nossa volta

Os mundos à nossa volta aguardam descoberta. Tomemos, por exemplo, Proxima Centauri, uma estrela vermelha fraca e despretensiosa, invisível sem um telescópio. É uma das mais de cem bilhões de estrelas da nossa galáxia, que não é digna de nota, exceto pelo seu status de vizinha.

Orbitar Proxima é um mundo fascinante, mas misterioso, chamado Proxmia b, descoberto apenas em 2016.

Os cientistas sabem surpreendentemente pouco sobre o Proxima b . Os astrônomos denominam o primeiro planeta descoberto em um sistema "b". Este planeta nunca foi visto com olhos humanos ou por um telescópio.

Mas sabemos que ele existe devido à sua atração gravitacional em sua estrela hospedeira, o que faz com que a estrela oscile levemente. Essa leve oscilação foi encontrada nas medições coletadas por um grande grupo internacional de astrônomos a partir de dados obtidos com vários telescópios terrestres .

O Proxima b provavelmente tem uma composição rochosa semelhante à da Terra, mas com uma massa mais alta. Ele recebe aproximadamente a mesma quantidade de calor que a Terra recebe do Sol.

E é isso que torna este planeta tão emocionante: está na zona "habitável" e pode ter propriedades semelhantes às da Terra, como superfície, água líquida e - quem sabe? - talvez até uma atmosfera com os sinais químicos da vida.

A missão TESS da NASA foi lançada em abril de 2018 para caçar outros planetas do tamanho da Terra, mas com um método diferente. TESS está procurando eventos raros de escurecimento que acontecem quando os planetas passam na frente de suas estrelas hospedeiras, bloqueando alguma luz das estrelas.

Esses eventos de trânsito indicam não apenas a presença dos planetas, mas também seus tamanhos e órbitas.

Encontrar um novo exoplaneta em trânsito é muito importante para astrônomos como nós, porque, diferentemente dos encontrados por oscilações estelares, os mundos vistos em trânsito podem ser estudados ainda mais para determinar suas densidades e composições atmosféricas.

Sóis anões vermelhos

Para nós, os exoplanetas mais emocionantes são os menores, que o TESS pode detectar quando orbitam pequenas estrelas chamadas anãs vermelhas - estrelas com massas inferiores a metade da massa do nosso Sol.

Cada um desses sistemas é único. Por exemplo, LP 791-18 é uma estrela anã vermelha a 86 anos-luz da Terra, em torno da qual o TESS encontrou dois mundos.

O primeiro é uma "super-Terra", um planeta maior que a Terra, mas provavelmente ainda maioritariamente rochoso, e o segundo é um "mini-Netuno", um planeta menor que Netuno, mas rico em gás e gelo. Nenhum desses planetas possui contrapartes em nosso sistema solar.

Entre os favoritos atuais dos astrônomos dos novos planetas do tamanho da Terra, está o LHS 3884b , uma "Terra quente" escaldante que orbita seu sol tão rapidamente que você pode comemorar seu aniversário a cada 11 horas.

Ainda não há mundos semelhantes à Terra

Mas como são os planetas do tamanho da Terra? A promessa de encontrar mundos próximos para estudos detalhados já está valendo a pena. Uma equipe de astrônomos observou a super-Terra quente LHS 3884b com o Telescópio Espacial Hubble e descobriu que o planeta era um local de férias horrível, sem atmosfera.

É apenas uma rocha nua com temperaturas que variam de mais de 700 C (1300 Fahrenheit) ao meio-dia a quase zero absoluto (-460 Fahrenheit) à meia-noite.

A missão TESS foi inicialmente financiada por dois anos. Mas a espaçonave está em excelente forma e a NASA estendeu recentemente a missão até 2022, dobrando o tempo que o TESS terá que procurar nas estrelas brilhantes e próximas por trânsitos.

No entanto, encontrar exoplanetas em torno das estrelas mais frias - aquelas com temperaturas inferiores a cerca de 2700 C (4900 F) - ainda será um desafio devido ao seu extremo desmaio.

Como os anões ultracool oferecem a melhor oportunidade para encontrar e estudar exoplanetas com tamanhos e temperaturas semelhantes às da Terra, outras pesquisas focadas no planeta estão começando de onde o TESS termina.

O mundo do TESS não consegue encontrar

Em maio de 2016, um grupo liderado pela Bélgica anunciou a descoberta de um sistema planetário em torno do anão ultracool que eles batizaram de TRAPPIST-1 . A descoberta dos sete exoplanetas do tamanho da Terra em trânsito no sistema TRAPPIST-1 foi inovadora.

Também demonstrou como pequenos telescópios - em relação aos poderosos gigantes de nossa época - ainda podem fazer descobertas transformacionais. Com paciência e persistência, o telescópio TRAPPIST examinou estrelas anãs vermelhas e fracas próximas de seu poleiro nas montanhas altas no deserto de Atacama, para pequenos mergulhos reveladores em seu brilho.

Eventualmente, ele detectou trânsitos nos dados da anã vermelha TRAPPIST-1, que - embora a apenas 41 anos-luz de distância - é muito fraca para as quatro lentes de 10 cm (4 polegadas) de diâmetro da TESS. Seus mundos do tamanho da Terra teriam permanecido desconhecidos se o telescópio maior da equipe TRAPPIST não os tivesse encontrado.

Dois projetos aumentaram o jogo na busca de candidatos à exo-Terra em torno de anãs vermelhas próximas. A equipe SPECULOOS instalou quatro telescópios robóticos - também no deserto de Atacama - e um no hemisfério norte.

Nossa Rede de Descoberta e Exploração Exoearth - Projeto EDEN - usa nove telescópios no Arizona, Itália, Espanha e Taiwan para observar estrelas anãs vermelhas continuamente.

Os telescópios SPECULOOS e EDEN são muito maiores que as pequenas lentes do TESS e podem encontrar planetas ao redor de estrelas muito fracos para o TESS estudar, incluindo alguns dos planetas em trânsito da Terra mais próximos de nós.

A década de novos mundos

A próxima década provavelmente será lembrada como o momento em que abrimos nossos olhos para a incrível diversidade de outros mundos. É provável que o TESS encontre entre 10.000 e 15.000 candidatos a exoplanetas até 2025.

Até 2030, espera-se que as missões GAIA e PLATO da Agência Espacial Europeia encontrem outros 20.000 a 35.000 planetas . O GAIA procurará oscilações estelares introduzidas pelos planetas, enquanto o PLATO procurará trânsitos planetários como o TESS.

No entanto, mesmo entre os milhares de planetas que serão encontrados em breve, os exoplanetas mais próximos do nosso sistema solar permanecerão especiais. Muitos desses mundos podem ser estudados detalhadamente - incluindo a busca de sinais de vida.

As descobertas dos mundos mais próximos também representam grandes passos no progresso da humanidade na exploração do universo em que vivemos.

Depois de mapear nosso próprio planeta e depois o sistema solar, passamos agora para os sistemas planetários próximos. Talvez um dia o Proxima b ou outro astrônomo do mundo próximo ainda não tenha encontrado o alvo de sondas interestelares, como o Project Starshot , ou até naves espaciais tripuladas. Mas primeiro temos que colocar esses mundos no mapa.A conversa

Daniel Apai , Professor Associado de Astronomia e Ciências Planetárias da Universidade do Arizona e Benjamin Rackham , 51 Pegasi b Bolsista de Pós-Doutorado, Massachusetts Institute of Technology .

Fonte - Science Alert

Expandindo referencias:

The Conversation