Nova técnica é usada para localizar uma possível super-Terra na zona habitável de Alpha Centauri

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Créditos: Oxygen / Moment / Getty Images.

Por Evan Gough
Publicado no Universe Today

Astrônomos usando uma nova técnica podem não apenas ter encontrado uma super-Terra em uma estrela vizinha, mas também podem ter conseguido uma imagem direta dela. E poderia ser agradável e aconchegante na zona habitável em torno de Alpha Centauri.

É muito mais fácil ver planetas gigantes do que planetas do tamanho da Terra. Não importa qual método de detecção está sendo usado, planetas maiores são simplesmente uma agulha maior no palheiro cósmico. Mas, no geral, os astrônomos estão muito interessados ​​em planetas semelhantes à Terra. E encontrá-los é muito mais difícil.

Achávamos que teríamos que esperar pelos telescópios ultrapoderosos que estão sendo construídos antes que pudéssemos obter imagens de exoplanetas diretamente.

Instalações como o Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) e o Telescópio Extremamente Grande Europeu (E-ELT) trarão enorme poder de observação para a tarefa de geração de imagens de exoplanetas.

Mas uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma nova técnica que pode fazer esse trabalho. Eles dizem que conseguiram uma imagem de um possível planeta do tamanho subnetuniano/super-Terra orbitando um de nossos vizinhos mais próximos, Alpha Centauri A.

A equipe apresentou suas observações em um artigo na Nature Communications intitulado “Imaging low-mass planets within the habitable zone of α Centauri” (Obtendo imagens de planetas de baixa massa dentro da zona habitável de α Centauri, na tradução livre). O autor principal é Kevin Wagner, um astrônomo e Sagan Fellow da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos.

Embora os astrônomos tenham encontrado exoplanetas de baixa massa antes, eles nunca detectaram sua luz. Eles observaram os planetas se revelarem pela atração com suas estrelas. E eles observaram enquanto a luz das estrelas que hospedam esses planetas diminui quando o planeta passa na frente da estrela.

Mas eles nunca obtiveram imagens de um diretamente. Até agora, talvez.

Este novo método de detecção se resume ao infravermelho. Um dos desafios em obter imagens de exoplanetas do tamanho da Terra no infravermelho é discernir a luz que vem de um exoplaneta quando essa luz é ofuscada por toda a radiação infravermelha de fundo da estrela.

Os astrônomos podem procurar por exoplanetas em comprimentos de onda onde o infravermelho de fundo é diminuído, mas nesses mesmos comprimentos de onda, planetas semelhantes à Terra são difusos.

Um método é olhar na parte do infravermelho próximo do espectro. No infravermelho próximo, o brilho térmico do planeta não é tão ofuscado pela estrela. Mas a luz das estrelas ainda é milhões de vezes mais brilhante do que o planeta. Portanto, apenas olhar no infravermelho próximo não é uma solução total.

A solução pode ser o instrumento NEAR (New Earths in the AlphaCen Region ou, na tradução livre, Novas Terras na Região AlphaCen) usado nesta pesquisa. O NEAR está montado no Very Large Telescope (VLT) do OES (Observatório Europeu do Sul) no Chile e funciona em conjunto com o instrumento VISIR, também do VLT. O grupo por trás do NEAR é o Breakthrough Watch, parte das Breakthrough Initiatives de Yuri Milner.

O instrumento NEAR não só observa na parte desejável do espectro infravermelho, mas também emprega um coronógrafo.

O grupo Breakthrough pensava que o instrumento NEAR usado em um telescópio terrestre de 8 metros permitiria melhores observações do sistema Alpha Centauri e seus planetas.

Portanto, eles construíram o instrumento em colaboração com o OES e o instalaram no Very Large Telescope.

Esta nova descoberta veio como resultado de 100 horas de observações cumulativas com NEAR e VLT.

“Esses resultados”, escrevem os autores, “demonstram a viabilidade de obter imagens de exoplanetas telúricos de zonas habitáveis ​com os telescópios atuais e futuros”.

A operação de comissionamento de 100 horas foi feita para demonstrar o poder do instrumento.

A equipe diz que, com base em cerca de 80 por cento das melhores imagens dessa operação, o instrumento NEAR é em uma ordem de magnitude melhor do que outros métodos para observar “planetas subnetunianos quentes em grande parte da zona habitável de α Centauri A”.

Eles também, possivelmente, encontraram um planeta. “Também discutimos um possível exoplaneta ou uma detecção de disco exozodiacal em torno do Centauri A”, escreveram eles. “No entanto, um artefato instrumental de origem desconhecida não pode ser descartado”.

Esta não é a primeira vez que astrônomos encontram exoplanetas no sistema Alpha Centauri.

Existem alguns planetas confirmados no sistema e também outros candidatos.

Mas nenhum deles teve imagens obtidas diretamente como este novo planeta potencial, que tem o nome provisório de C1, e é a primeira detecção potencial em torno da anã vermelha no sistema, Proxima Centauri.

As observações de acompanhamento terão que confirmar ou descartar a descoberta.

É emocionante pensar que um exoplaneta da classe de Netuno quente poderia estar orbitando uma estrela semelhante ao Sol em nosso sistema estelar vizinho mais próximo. Um dos objetivos da Breakthrough Initiatives é enviar uma nave espacial luminosa para o sistema Alpha Centauri e dar uma olhada mais de perto.

Mas essa perspectiva está fora de alcance por enquanto. E, de certa forma, essa descoberta não é tanto sobre o planeta, mas sobre a tecnologia desenvolvida para detectá-lo.

A grande maioria dos exoplanetas descobertos são planetas gigantescos semelhantes em massa a Júpiter, Saturno e Netuno. Eles são os mais fáceis de encontrar. Mas, como humanos da Terra, estamos predominantemente interessados ​​em planetas como o nosso.

Planetas semelhantes à Terra na zona habitável de uma estrela nos deixam entusiasmados com as perspectivas de vida em outro planeta. Mas eles também podem nos dizer muito sobre nosso próprio Sistema Solar e como os sistemas solares em geral se formam e evoluem.

Se C1 acabar sendo um planeta, então o grupo Breakthrough teve sucesso em um empreendimento importantíssimo. Eles serão os primeiros a detectar um planeta semelhante à Terra por imagem direta.

Não só isso, mas eles fariam isso com um telescópio terrestre de 8 metros e um instrumento especificamente projetado e desenvolvido para detectar esses tipos de planetas no sistema Alpha Centauri.

Os autores estão confiantes de que o NEAR pode ter um bom desempenho, mesmo em comparação com telescópios muito maiores. A conclusão do estudo contém uma descrição da sensibilidade geral do instrumento. Em seguida, eles escrevem que “em princípio, isso seria suficiente para detectar um planeta análogo à Terra em torno de α Centauri A (~20 µJy) em apenas algumas horas, o que é consistente com as expectativas dos Telescópios Extremamente Grandes (ELTs)”.

O E-ELT terá um espelho primário de 39 metros. Uma de suas capacidades e objetivos de design é gerar imagens de exoplanetas, especialmente os menores, do tamanho da Terra, diretamente.

É claro que o E-ELT será um telescópio enormemente poderoso que sem dúvida alimentará descobertas científicas por um longo tempo, não apenas em imagens de exoplanetas, mas em uma variedade de outras maneiras.

E outros gigantescos telescópios terrestres também trarão uma nova era de imagens de exoplanetas.

O que levou horas para o NEAR ver pode levar apenas alguns minutos para o E-ELT, o Telescópio de Trinta Metros ou o Telescópio Gigante de Magalhães ver.

O NEAR não pode competir com esses telescópios e nunca foi feito para isso.

Mas se esses resultados forem confirmados, o NEAR teve sucesso pioneiro, e custando uma fração do preço de um novo telescópio.

De qualquer forma, o que a NEAR realizou provavelmente representa o futuro da pesquisa de exoplanetas. Em vez de pesquisas de base ampla, como Kepler e TESS, os cientistas logo poderão se concentrar em planetas individuais.