O censo de exoplanetas continua a crescer. Atualmente, 5.819 exoplanetas foram confirmados em 4.346 sistemas estelares, enquanto outros milhares aguardam confirmação. A grande maioria destes planetas foi detectada nos últimos vinte anos, devido a missões como a Telescópio Espacial Keplero Satélite de pesquisa de exoplanetas em trânsito (TESS), o venerável Hubbleo Convecção, Rotação e Trânsitos Planetários (CoRoT) e muito mais. Outros milhares são esperados à medida que o Telescópio Espacial James Webb continua a sua missão e é acompanhado pelo Telescópio Espacial Romano Nancy Grace (RST).
Entretanto, os astrónomos terão em breve outro observatório avançado para ajudar na procura de exoplanetas potencialmente habitáveis. Chama-se Pandoraum pequeno satélite que foi selecionado em 2021 como parte da chamada da NASA para Conceitos de missão pioneira. Este observatório foi projetado para estudar planetas detectados por outras missões, estudando as atmosferas de exoplanetas desses planetas e a atividade de suas estrelas hospedeiras com observações de vários comprimentos de onda de longa duração. A missão está um passo mais perto do lançamento com o conclusão do ônibus espacialque fornece a estrutura, energia e outros sistemas.
Financiado pela NASA Pioneiros da AstrofísicaPandora é um esforço conjunto entre Laboratório Nacional Lawrence Livermore na Califórnia e no Goddard Space Flight Center da NASA. A missão estudará planetas detectados por outros observatórios que dependem da Fotometria de Trânsito (também conhecido como Método de Trânsito), onde os astrônomos monitoram estrelas em busca de quedas periódicas no brilho que indicam a presença de planetas em órbita. Pandora irá então monitorar esses planetas em busca de trânsitos futuros e obter espectros de suas atmosferas – um processo conhecido como Espectroscopia de Trânsito.
Usando este método, os cientistas podem determinar a composição química das atmosferas dos exoplanetas e procurar indicações de atividade biológica (também conhecidas como “bioassinaturas”). Durante a sua missão principal de um ano, o SmallSat estudará 20 estrelas e os seus 39 exoplanetas em luz visível e infravermelha. A equipa da missão prevê que Pandora observará pelo menos 20 exoplanetas 10 vezes durante 24 horas, durante as quais ocorrerão trânsitos, e o satélite obterá espectros das atmosferas dos exoplanetas.
Em particular, Pandora procurará determinar a presença de neblina, nuvens e água. Os dados obtidos estabelecerão uma base sólida para a interpretação de medições por Webb e missões futuras para procurar mundos habitáveis. Daniel Apai, co-investigador da missão, é professor de astronomia e ciências planetárias no Observatório Steward e no Laboratório Lunar e Planetário da U of A, que lidera o trabalho da missão. Grupo de Trabalho Científico de Exoplanetas. Como ele disse em um Comunicado de imprensa da U of A:
“Embora menor e menos sensível que Webb, Pandora será capaz de observar por mais tempo as estrelas hospedeiras de planetas extrasolares, permitindo um estudo mais profundo. Uma melhor compreensão das estrelas ajudará Pandora e o seu ‘irmão mais velho’, o Telescópio Espacial James Webb, a desembaraçar os sinais das estrelas e dos seus planetas.”
O conceito do telescópio surgiu para resolver um problema específico da espectroscopia de trânsito. Durante os trânsitos, os telescópios captam muito mais do que apenas a passagem pela atmosfera do planeta. Eles também capturam a luz da própria estrela. Além disso, as superfícies estelares não são uniformes e possuem regiões mais quentes e brilhantes (fáculas) e regiões mais frias e escuras (manchas estelares) que mudam de tamanho e posição à medida que a estrela gira. Isto produz “sinais mistos” que tornam difícil distinguir entre a luz que passa pela atmosfera do planeta e a luz da estrela – que pode imitar o sinal produzido pela água.
Pandora irá desembaraçar estes sinais monitorizando simultaneamente o brilho da estrela hospedeira na luz visível e infravermelha. Estas observações fornecerão restrições sobre as variações na luz da estrela, que podem ser usadas para separar o espectro da estrela do exoplaneta. Com a conclusão do ônibus espacial, Pandora está um passo mais perto do lançamento graças à conclusão do ônibus espacial, que fornece a estrutura, energia e outros sistemas vitais para a missão.
A conclusão do ônibus foi anunciada no dia 16 de janeiro, durante coletiva de imprensa no 245ª Reunião da Sociedade Astronômica Americana (AAS) em National Harbor, Maryland. “Este é um grande marco para nós e nos mantém no caminho certo para um lançamento no outono”, disse Elisa Quintana, principal investigadora do Pandora no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA. “O ônibus contém nossos instrumentos e cuida da navegação, aquisição de dados e comunicação com a Terra – é o cérebro da espaçonave.” Disse Ben Hord, um Programa de pós-doutorado da NASA Fellow que discutiu a missão no 245 AAS:
“Vemos a presença da água como um aspecto crítico da habitabilidade porque a água é essencial para a vida como a conhecemos. O problema com a confirmação da sua presença nas atmosferas dos exoplanetas é que as variações na luz da estrela hospedeira podem mascarar ou imitar o sinal da água. Separar essas fontes é onde Pandora brilhará.”
“O detector infravermelho próximo do Pandora é na verdade um sobressalente desenvolvido para o telescópio Webb, que atualmente é o observatório mais sensível às atmosferas de exoplanetas. Por sua vez, as nossas observações irão melhorar a capacidade de Webb de separar os sinais da estrela daqueles da atmosfera do planeta, permitindo que Webb faça medições atmosféricas mais precisas.”
Diferente Webb e outras missões emblemáticas, o Pandora pode realizar observações contínuas por longos períodos porque a demanda por tempo de observação será baixa em comparação. Portanto, o satélite Pandora preencherá uma lacuna crucial entre a descoberta de exoplanetas fornecida por missões emblemáticas e a caracterização de exoplanetas. A missão também é uma bênção para a Universidade do Arizona, uma vez que o grupo de trabalho científico de Pandora é liderado a partir daí, e Pandora será a primeira missão a ter o seu centro de operações no Instituto Espacial da U of A.
Leitura adicional: Notícias da Universidade de A
