Uma proposta oferece um método único para visualizar diretamente ExoEarths, ou mundos rochosos em torno de estrelas próximas.

É o Santo Graal da astronomia moderna de exoplanetas. No momento em que escrevo isto, o contagem de mundos conhecidos além do sistema solar é de 6.520. A maioria deles são “Júpiteres quentes”, grandes mundos em órbitas estreitas em torno da sua estrela hospedeira. Mas o que realmente gostaríamos de ver são as ‘ExoEarths’, mundos rochosos (espero) como o nosso.

Agora, um estudo recente da Universidade de Paris, do Observatório Europeu do Sul (ESO) e da Universidade de Cambridge, intitulado Exoplanetas na luz estelar refletida com interferometria de campo duplo: um caso para comprimentos de onda mais curtos e um telescópio de quinta unidade no VLTI/Paranal sugere um método para fazer exatamente isso na próxima década. Isso envolveria um dos maiores complexos telescópicos já construídos: o Very Large Telescope. Com base em Observatório do Paranal no Chile, este conjunto consiste em quatro telescópios de 8,2 metros trabalhando em conjunto através de um método conhecido como interferometria. O estudo defende a adição de um quinto telescópio, dando ao VLT a capacidade de ver mundos do tamanho de Júpiter brilhando diretamente na luz da estrela hospedeira… e com algumas atualizações importantes, o novo e melhorado VLT poderia talvez obter imagens de ‘ExoTerras’ diretamente.

Pioneira em interferometria de campo duplo

A interferometria é o método que utiliza ondas sobrepostas coletadas de dois telescópios para fundir um sinal em uma imagem. Este método permite uma resolução equivalente à linha de base entre os dois instrumentos de coleta, dispensando a necessidade de um enorme telescópio. A radiointerferometria de linha de base longa pode abranger continentes e há planos para mover a técnica para o espaço. A interferometria em comprimentos de onda visuais é uma proposta mais difícil, que está apenas atingindo seu verdadeiro potencial.

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A Interferometria de Campo Duplo usa a técnica para focar simultaneamente em dois campos estreitos no contexto de um campo maior. Um campo está centrado na estrela hospedeira e outro no exoplaneta alvo. Isso pode então minimizar (subtrair) o ruído do disparo de fótons do primário, permitindo uma visão clara do mundo alvo.

“Com esta técnica, no VLTI, temos uma resolução equivalente a um telescópio de 130 metros”, disse o autor principal do estudo, Sylvestre Lacour (Universidade de Paris). Universo Hoje. “Isso nos permite distinguir a luz do exoplaneta da contaminação pela luz estelar, permitindo detectar exoplanetas muito próximos da estrela.”

Pintor Beta b
Timelapse do Very Large Telescope (VLT) do ESO de Beta Pictoris b em torno de sua estrela-mãe. Este jovem exoplaneta massivo foi descoberto inicialmente em 2008 usando o instrumento NACO no VLT. A sequência rastreou o exoplaneta do final de 2014 até o final de 2016, usando o instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) — outro instrumento no VLT.
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“O termo ‘dual’ em interferometria dupla vem do fato de estarmos observando ao mesmo tempo o exoplaneta e a estrela com o interferômetro óptico”, diz Lacour. “Isso é necessário para poder sondar ao mesmo tempo a fase da luz estelar e a fase da luz do exoplaneta, para poder distinguir as duas. Por ‘fase’ quero dizer a fase do campo elétrico que entra no interferômetro.”

GRAVIDADE
O instrumento GRAVITY no VLTI no Paranal. Crédito: ESO
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A caça às ExoEarths

O método já está sendo aplicado para revelar mundos próximos. “Normalmente observamos exoplanetas em algumas dezenas de parsecs”, diz Lacour. “São exoplanetas massivos, mais massivos que Júpiter (entre 4 e 10 massas de Júpiter), e são jovens, com menos de 50 milhões de anos (velhos). Você pode procurar os resultados da colaboração GRAVITY, operando o instrumento GRAVITY no Paranal.”

Uma técnica-chave usada para superar os efeitos do “ruído de tiro” é o que é denominado como “apodização”. “A apodização é uma maneira de diminuir a contaminação da luz estelar que entra em nosso interferômetro”, diz Lacour. “É semelhante a adicionar um coronógrafo.”

A apodização torna sistemas terrestres como o VLTI viáveis ​​em termos de ciência de exoplanetas e detecção direta. Outros esforços, como o telescópio espacial Proba-3 da Agência Espacial Europeia, lançado no final de 2024, usarão um coronógrafo de voo livre para obter imagens diretas de exoplanetas.

Uma vantagem deste método é que ele pode caracterizar órbitas dentro de algumas unidades astronômicas de sua estrela hospedeira. Outras técnicas observam planetas muito próximos ou muito distantes. A desvantagem do método é que é uma técnica muito difícil, bem no limite do que é atualmente possível com os telescópios existentes.

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E-ELT
Concepção artística do telescópio E-ELT. Crédito: Swinburne Astronomy Productions/ESO
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O futuro da astronomia de exoplanetas

Já existem bons argumentos para alargar a linha de base do VLTI a um quinto instrumento. Isto inclui imagens diretas de mundos conhecidos que orbitam estrelas próximas, incluindo Proxima Centauri B e Tau Ceti e. As lições aprendidas com o VLTI também poderão funcionar para o Extremely Large Telescope, que poderá ver a primeira luz em 2028.

Preço Ceti b
Uma concepção artística de Tau Ceti e, uma possível ‘ExoEarth’ na zona habitável. Ph03nix1986/Wikimedia Commons/CCA 4.0
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Será emocionante ver mais mundos próximos revelados por essa técnica na próxima década.

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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.