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Com lançamento aguardado para o fim desta década, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da Nasa, ainda em desenvolvimento, testará novas tecnologias para a caça de exoplanetas, também conhecidos como planetas alienígenas (por estarem fora do nosso sistema solar).
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Segundo a agência espacial norte-americana, a missão irá fotografar mundos e discos empoeirados ao redor de estrelas próximas com detalhes até mil vezes melhores do que o possível com outros observatórios.
Roman usará seu Coronógrafo para demonstrar que as tecnologias de imagem direta podem ter um desempenho ainda melhor no espaço do que com telescópios terrestres. Esse instrumento é composto por um sistema de máscaras, prismas, detectores e espelhos autoflexíveis construídos para bloquear o brilho de estrelas distantes e revelar os planetas em órbita ao seu redor.
“Seremos capazes de capturar imagens de mundos em luz visível usando o Coronógrafo”, disse Rob Zellem, astrônomo do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL), centro tecnológico da Nasa responsável por construir o instrumento. “Fazer isso do espaço nos ajudará a ver planetas menores, mais velhos e mais frios do que a imagem direta geralmente revela, trazendo-nos um salto gigante para identificação de planetas como a Terra”.
Coronógrafo do telescópio espacial Roman pode revelar estruturas inéditas
Exoplanetas são tão distantes e sombrios em relação às suas estrelas hospedeiras que são praticamente invisíveis, até mesmo para telescópios poderosos. É por isso que quase todos os mundos descobertos até agora foram encontrados indiretamente através de efeitos que eles têm em suas estrelas hospedeiras.
No entanto, os recentes avanços tecnológicos permitem que os astrônomos realmente tirem agora imagens da luz refletida dos próprios planetas. Analisar as cores das atmosferas planetárias os ajuda a descobrir do que as atmosferas são feitas. Isso, por sua vez, pode oferecer pistas sobre os processos que ocorrem nesses mundos que podem afetar sua habitabilidade.
Se o Coronógrafo de Roman completar com sucesso sua fase de demonstração de tecnologia, seu modo de polarimetria permitirá que os astrônomos excluam os discos ao redor das estrelas em luz polarizada.
Imagens polarizadas serão usadas para estudar os grãos de poeira que compõem os discos ao redor das estrelas, incluindo seus tamanhos, formas e possivelmente propriedades minerais.
Segundo Zellem, Roman pode até ser capaz de revelar estruturas nos discos, como lacunas criadas por planetas invisíveis. Essas medidas complementarão os dados existentes sobre os discos de poeira mais fracos orbitando mais perto de suas estrelas hospedeiras do que outros telescópios podem ver.
Zellem explica que os esforços atuais de imagem direta não alcançam mundos conhecidos como super-Júpiters com menos de 100 milhões de anos — tão jovens que brilham fortemente graças ao calor remanescente de sua formação, o que os torna detectáveis apenas em luz infravermelha.
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Esses planetas também tendem a estar muito longe de suas estrelas hospedeiras, uma vez que é mais fácil bloquear a luz da estrela e ver planetas em órbitas mais distantes. “O Coronógrafo de Roman poderia complementar as observações infravermelhas de outros telescópios, captando jovens super-Júpiters em luz visível pela primeira vez”, de acordo com o estudo de Zellem e sua equipe.
Segundo os astrônomos, também será possível captar imagens diretas de planetas semelhantes ao nosso um dia. Ou seja, planetas rochosos do tamanho da Terra orbitando estrelas semelhantes ao Sol dentro de zonas habitáveis, com distâncias orbitais que provoquem as temperaturas certas para que a água líquida exista em suas superfícies.
Componentes do instrumento nunca foram levados ao espaço
Para isso, os astrônomos precisam ser capazes de ver planetas menores, mais frios e mais fracos orbitando muito mais perto de suas estrelas hospedeiras do que os telescópios atuais permitem. Ao fotografar mundos em luz visível, Roman será capaz de revelar planetas maduros que abrangem até vários bilhões de anos — algo que nunca foi feito antes.
“Para fotografar planetas semelhantes à Terra, precisaremos de um desempenho 10 mil vezes melhor do que os instrumentos atuais fornecem”, disse Vanessa Bailey, astrônoma da JPL e tecnóloga de instrumentos do Roman. “O Coronógrafo terá um desempenho várias centenas de vezes melhor do que os instrumentos atuais, então poderemos ver planetas semelhantes a Júpiter que são mais de 100 milhões de vezes mais fracos que suas estrelas hospedeiras”.
O Coronógrafo é formado por vários componentes de última geração que nunca voaram a bordo de um observatório espacial antes. Por exemplo, ele usará máscaras especialmente projetadas para bloquear o brilho das estrelas hospedeiras, mas que permitirão a passagem da luz dos planetas em órbita, que são mais escuros. Tais máscaras têm formas inovadoras e complexas que bloqueiam a luz das estrelas de forma mais eficaz do que as tradicionais.
Espelhos autoflexíveis do Coronógrafo ajudam a neutralizar pequenas imperfeições que reduzem a qualidade da imagem, podendo medir e subtrair a luz estelar em tempo real, e os técnicos no solo também podem enviar comandos para a espaçonave para ajustá-los. Isso ajudará a neutralizar efeitos como mudanças de temperatura, que podem alterar ligeiramente a forma dos componentes ópticos.
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