Planetas alienígenas são aqueles que orbitam estrelas além de nosso sistema solar, também chamados de exoplanetas. Muitos deles já foram detectados e estudados por cientistas. Agora, muitos outros, talvez até abrigando vida, poderão ser descobertos, graças a um novo instrumento astronômico chamado NEID, (sigla em inglês para algo como NN-Explorador para Investigações de Exoplanetas com Espectroscopia Doppler).

O “caça-planetas alienígenas” é um espectrógrafo acoplado ao telescópio WIYN de 3,5 m, que fica no Observatório Nacional Kitt Peak, no Arizona, EUA. De acordo com o site Phys, o NEID conta com o apoio do Texas Advanced Computing Center (TACC) na busca científica por novos mundos.

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NEID, que significa “ver” na língua nativa de Tohono O’odham, reserva indígena onde o observatório está localizado, poderá ser utilizado por astrônomos em todo o globo. “Estamos orgulhosos de que o NEID esteja disponível para a comunidade astronômica mundial para descoberta e caracterização de exoplanetas”, disse Jason Wright, professor de astronomia e astrofísica da Universidade Estadual da Pensilvânia (PSU) e cientista do projeto.

“Mal posso esperar para ver os resultados que nós e nossos colegas em todo o mundo produziremos nos próximos anos, desde a descoberta de novos planetas rochosos, a medição das composições de atmosferas exoplanetárias, a medição das formas e orientações das órbitas planetárias, até a caracterização dos processos físicos das estrelas hospedeiras desses planetas”.

NEID poderá ser usado por astrônomos no mundo todo para localizar planetas em outros sistemas solares. Imagem: Nazarii Neshcherenskyi – Istockphoto

Segundo Wright, o caça-planetas faz suas descobertas quebrando a luz visível de estrelas distantes em seus comprimentos de onda componentes com um espectrógrafo, como faz um prisma simples, mas com partes adicionais, como grades de difração. As fibras ópticas levam a luz das estrelas para o espectrógrafo, onde as assinaturas de luz são registradas por um detector.

NEID faz uso do efeito Doppler para revelar planetas alienígenas

Dados de luz coletados pelo NEID podem ser usados ​​para detectar mudanças mínimas no comprimento de onda ao longo do tempo, que, como a mudança de tom de uma da sirene de uma ambulância que se aproxima ou se afasta, indica movimento – o que conhecemos como efeito Doppler. 

O NEID conta com o suporte do TACC, que oferece seus supercomputadores e experiência para automatizar a análise de dados da luz das estrelas distantes, em busca de evidências de novos planetas. Na imagem, o telescópio WIYN no Observatório Nacional de Kitt Peak, onde NEID está acoplado. Crédito: Mark Hanna / NOAO / AURA / NSF

O movimento instável evidenciado por mudanças no comprimento de onda da luz indica um puxão gravitacional em uma estrela hospedeira por planetas potencialmente desconhecidos.

A cada noite, o NEID coleta cerca de 150 gigabytes de dados de luz, que são enviados ao Caltech e depois ao TACC para processamento. O centro desenvolveu um pipeline computacional totalmente automatizado para armazenar dados do NEID.

“O pipeline copia dados do Caltech para nós por meio da rede de gerenciamento de dados de pesquisa Globus”, disse Mike Packard, do grupo Cloud & Interactive Computing (CIC) da TACC. “Uma análise de dados é executada no sistema Frontera da TACC. Ele usa a API Tapis para armazenar metadados. Em seguida, envia os dados de volta ao Caltech para os cientistas analisarem”.

Packard disse que o processamento de dados é coordenado pelo Instituto de Ciência de Exoplanetas da Nasa, que os disponibiliza por meio de seu arquivo comunitário.

NEID tem telescópio solar para melhorar algoritmo de aprendizado sobre outras estrelas

Um grande desafio para as medições do NEID pode ser a convecção fervilhante na superfície das estrelas, entrelaçada por linhas invisíveis de força magnética e prejudicada por regiões ativas em constante mudança e “manchas estelares”. 

Essa atividade estelar é um dos principais impedimentos para permitir a detecção de planetas rochosos como o nosso. Segundo os cientistas, para sinais muito pequenos, é difícil dizer quais são planetas e quais são apenas manifestações de atividade estelar.

“No entanto, há uma estrela para a qual sabemos a resposta, porque sabemos exatamente quantos planetas a orbitam – nosso Sol”, dizem os pesquisadores do NEID em comunicado. Assim, além de observar as estrelas durante a noite, o NEID também observará o Sol por meio de um telescópio solar especial menor desenvolvido pela equipe.

“Graças ao telescópio solar do NEID, financiado pela Fundação Heising-Simons, ele não ficará ocioso durante o dia”, disse Eric Ford, professor de astronomia e astrofísica e diretor do Centro de Estudos de Exoplanetas e Mundos Habitáveis da PSU.

“Em vez disso, ele realizará uma segunda missão, coletando um conjunto de dados exclusivo que aumentará a capacidade dos algoritmos de aprendizado de máquina de reconhecer os sinais de planetas de baixa massa durante a noite”.

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