O primeiro brilho do gerador de imagens de exoplanetas SPHERE

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A plataforma de Paranal fotografada em janeiro de 2007. Os quatro principais unidades do Very Large Telescope (VLT) podem ser vistas, assim como os quatro telescópios auxiliares. Credit: ESO/H.H.Heyer

Artigo traduzido de Astronomy Magazine.

O instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research (SPHERE) foi instalado no Very Large Telescope (VLT) do European Southern Observatory’s (ESO), no Observatório Paranal, no Chile e alcançou a primeira luz. Este novo e poderoso recurso para encontrar e estudar planetas extrasolares utiliza várias técnicas avançadas em combinação. Ele oferece muito melhor desempenho do que os actuais instrumentos e produziu uma vista impressionante de discos de poeira em torno das estrelas e outros alvos nas proximidades durante os primeiros dias de observações. O SPHERE foi desenvolvido e construído por um consórcio de vários institutos europeus, liderado pelo Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, na França, trabalhando em parceria com o ESO. Espera-se revolucionar o estudo detalhado de exoplanetas e discos protoplanetários.

O SPHERE passou seus testes de aceitação na Europa em dezembro de 2013 e foi, então, enviado para Paranal. A remontagem delicada foi concluída em maio de 2014, e o instrumento está montado no telescópio VLT Unidade 3. O SPHERE é o mais recente da segunda geração de instrumentos para o VLT.

SPHERE combina várias técnicas avançadas para dar o maior contraste em imagens planetárias diretas – muito além do que poderia ser alcançado com o Nasmyth Adaptive Optics System (NACO), que tirou a primeira imagem direta de um exoplaneta. Para atingir o seu desempenho impressionante, SPHERE exigiu o desenvolvimento antecipado de novas tecnologias, em especial na área de óptica adaptativa, detectores especiais, e componentes coronógrafos.

“SPHERE é um instrumento muito complexo”, diz Jean-Luc Beuzit do Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, na França, e investigador pincipal do SPHERE. “Graças ao trabalho árduo de muitas pessoas que estiveram envolvidas na sua concepção, construção e instalação, já superou as nossas expectativas. Maravilhoso!”

O principal objetivo do SPHERE é de encontrar e caracterizar exoplanetas gigantes que orbitam estrelas próximas por imagem direta. Esta é uma tarefa extremamente desafiadora, pois tais planetas estão muito perto de suas estrelas-mãe no céu e também são muito mais fracos. Em uma imagem normal, mesmo nas melhores condições, a luz da estrela submerge totalmente o brilho fraco do planeta. Toda a concepção o SPHERE é, portanto, focada em atingir o maior contraste possível em um pequeno pedaço do céu em torno da estrela ofuscante.

A primeira das três novas técnicas exploradas por SPHERE é a óptica adaptativa extrema para corrigir os efeitos da atmosfera da Terra, para que as imagens sejam mais nítidas e o contraste do exoplaneta aumente. Em segundo lugar, um coronógrafo é usado para bloquear a luz da estrela e aumentar o contraste ainda mais. Finalmente, uma técnica chamada de imagem diferencial é aplicada, que explora as diferenças entre a luz estelar e planetária, em termos de cor ou de polarização – e essas diferenças sutis podem também ser exploradas para revelar um exoplanetária atualmente “invisível”.

Durante as primeiras observações, vários alvos de ensaio foram observados utilizando os diversos modos diferentes do SPHERE. Estes incluem uma das melhores imagens até agora do anel de poeira ao redor da estrela próxima HR 4796A. Ele não só mostra o anel com uma clareza excepcional, mas também ilustra o quão bem o SPHERE pode suprimir o brilho da estrela no centro da imagem.

O SPHERE capturou esta imagem do anel de poeira ao redor da estrela HR 4796A. Crédito: ESO
O SPHERE capturou esta imagem do anel de poeira ao redor da estrela HR 4796A.
Crédito: ESO

Após mais testes extensivos e observações de verificação científica, o SPHERE será disponibilizado para a comunidade astronômica mais tarde em 2014.

“Este é apenas o começo. O SPHERE é uma ferramenta poderosa e única, sem dúvida revelará muitas surpresas emocionantes nos próximos anos”, conclui Jean-Luc Beuzit.

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