Novo telescópio pode detectar milhares de exoplanetas e centenas de planetas do tamanho da Terra

Quando o observatório espacial de próxima geração da Nasa for lançado, em alguns anos, o Nancy Grace Roman Space Telescope expandirá a busca por exoplanetas, bem como planetas “solitários” ou mundos que viajam pelo espaço sem orbitar estrelas.

O telescópio, que deve decolar entre outubro de 2026 e maio de 2027, pode ter o potencial de localizar 400 desses planetas solitários, que são semelhantes em massa à Terra, de acordo com uma nova pesquisa. Não se sabe se esses planetas compartilharão outras semelhanças com a Terra além de sua massa.

Compreender esses planetas solitários pode lançar mais luz sobre a formação, evolução e ruptura dos sistemas planetários. O telescópio recebeu esse nome em homenagem a Nancy Grace Roman, a primeira chefe de astronomia da Nasa e “mãe do Telescópio Espacial Hubble”.

Dois novos estudos, ambos programados para publicação em uma edição futura do “The Astronomical Journal”, apontam para a descoberta de apenas o segundo planeta errante conhecido com a massa da Terra e apresentam evidências sugerindo que planetas errantes são seis vezes mais abundantes do que planetas orbitando estrelas em nosso planeta.

As descobertas foram feitas durante uma pesquisa de nove anos chamada Microlensing Observations in Astrophysics, realizada no Mount John University Observatory, na Nova Zelândia.

“Estimamos que nossa galáxia abrigue 20 vezes mais planetas solitários do que estrelas – trilhões de mundos vagando sozinhos”, disse David Bennett, coautor de ambos os estudos e pesquisador sênior do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, em um estudo declaração. “Esta é a primeira medição do número de planetas solitários na galáxia que é sensível a planetas menos massivos que a Terra.”

Procurando planetas

Microlente é uma técnica que os astrônomos usam para estudar estrelas distantes e procurar exoplanetas. À medida que as estrelas em nossa galáxia se movem, elas podem se alinhar com estrelas mais distantes. A estrela em primeiro plano atua como uma lente, ampliando e iluminando a estrela de fundo por algumas horas. Mas qualquer coisa com massa pode causar esse efeito de lente de distorção da luz, revelando outros objetos celestes.

Por exemplo, se um planeta rebelde estiver alinhado com uma estrela distante, a luz dessa estrela basicamente se curvará ao redor do planeta, resultando em um efeito de ampliação. Os pesquisadores podem usar as mudanças na luz ao redor do planeta para medir a massa do planeta.

“A microlente é a única maneira de encontrar objetos como planetas flutuantes de baixa massa e até mesmo buracos negros primordiais”, disse Takahiro Sumi, principal autor de um dos estudos e professor da Universidade de Osaka, em um comunicado. “É muito emocionante usar a gravidade para descobrir objetos que nunca esperaríamos ver diretamente.”

Mas as oportunidades de detectar planetas solitários usando microlentes são incrivelmente raras, então um telescópio como o Roman será útil.

“Roman será sensível a planetas solitários ainda de menor massa, uma vez que observará do espaço”, disse Naoki Koshimoto, principal autor do outro estudo e professor assistente da Universidade de Osaka, em um comunicado. “A combinação da visão ampla e visão nítida de Roman nos permitirá estudar os objetos encontrados com mais detalhes do que podemos fazer usando apenas telescópios terrestres, o que é uma perspectiva emocionante.”

Os astrônomos usaram uma variedade de técnicas, telescópios e missões para detectar mais de 5.400 exoplanetas ou planetas fora do nosso sistema solar. Muitos desses mundos são mais próximos em tamanho dos maiores planetas do nosso sistema solar, como Júpiter ou Netuno, e orbitam muito perto de suas estrelas hospedeiras.

Mas os planetas solitários são provavelmente muito menores. À medida que os planetas se formam em torno das estrelas, eles exercem influência gravitacional uns sobre os outros à medida que se acomodam em suas órbitas. Planetas menores e mais leves não têm uma interação gravitacional tão forte com sua estrela hospedeira, então a mudança de planetas maiores pode enviar esses planetas em espiral para fora do sistema.

“Descobrimos que os invasores do tamanho da Terra são mais comuns do que os mais massivos”, disse Sumi. “A diferença nas massas médias dos planetas ligados a estrelas e flutuantes é a chave para entender os mecanismos de formação planetária.”

Potencial de descoberta

Engenheiros e cientistas se referem ao telescópio Roman como o “primo de olhos arregalados” do Hubble, porque seu enorme campo de visão criará imagens muito maiores do que o Hubble é capaz, ao mesmo tempo em que fornece o mesmo nível de detalhes intrincados.

Roman será capaz de observar mais do céu em menos tempo do que o Hubble, medindo a luz de um bilhão de galáxias para ajudar a resolver mistérios cósmicos. O telescópio está equipado com um poderoso espelho de 2,4 metros.

As imagens nunca antes vistas que Roman irá capturar podem ajudar os astrônomos a desvendar por que o universo parece estar se expandindo a um ritmo acelerado, mapeando a distribuição da matéria no cosmos e medindo como ela se expandiu ao longo do tempo.

Com suas capacidades aprimoradas, espera-se que Roman descubra cerca de 2.600 exoplanetas na Via Láctea. O observatório levará um instrumento de campo amplo, com um campo de visão 100 vezes maior que o instrumento infravermelho do Hubble, e um coronógrafo que pode pesquisar exoplanetas.

O coronógrafo irá gerar imagens diretas de exoplanetas bloqueando a luz das estrelas brilhantes que eles orbitam, capturando detalhes de planetas que são 10 bilhões de vezes mais fracos que suas estrelas.

Veja imagens da construção do telescópio:

A busca por novos mundos

A pesquisa de microlente de Roman estudará 100 milhões de estrelas por centenas de dias para procurar planetas ao seu redor.

“É o próximo grande passo no caminho da Nasa para encontrar vida fora do nosso sistema solar”, disse Vanessa Bailey, cientista da equipe do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa em Pasadena, Califórnia, e tecnóloga de instrumentos do coronógrafo de Roman.

Telescópios como o Hubble e o Telescópio Espacial James Webb permitiram aos astrônomos observar grandes e brilhantes exoplanetas gasosos chamados Júpiteres quentes. Eventualmente, o objetivo é poder observar planetas semelhantes à Terra e estudar a luz refletida em suas superfícies e nuvens para procurar assinaturas atmosféricas, disse Bailey. Até que essas capacidades sejam possíveis, o coronógrafo de Roman serve como um trampolim intermediário.

“Vai levar as tecnologias das quais fomos pioneiros no Hubble, no Webb e nos telescópios terrestres, e vai adicionar alguma nova tecnologia para nos ajudar a melhorar esse desempenho”, disse Bailey.

“E esperamos que isso signifique que seremos capazes de ver planetas semelhantes a Júpiter em torno de estrelas semelhantes ao Sol em alguns anos para ver a luz refletida no topo de suas nuvens”.

Os alvos de Roman incluem verdadeiros planetas semelhantes a Júpiter que são frios e mais distantes de suas estrelas. Em vez da famosa imagem do “ponto azul pálido” da Terra, Roman permitirá que os astrônomos vejam “imagens de pontos marrons pálidos” de planetas semelhantes a Júpiter, disse Bailey.

Provar do que Roman é capaz pode levar à tecnologia necessária para procurar planetas semelhantes à Terra.

“O que realmente me deixa mais empolgado é que, ao final disso, acho que me sentirei bastante confiante sobre nossa capacidade de dar o próximo passo”, disse Bailey.

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