Este telescópio espacial procurará vida em planetas distantes

Foi uma das maiores vaidades da humanidade questionarmos se existem planetas no universo além dos oito em nosso pequeno sistema solar. Nosso sol é uma estrela perfeitamente comum, residindo em uma galáxia perfeitamente comum, nas periferias suburbanas de um dos braços espirais da Via Láctea. Há mais de 100 bilhões outras estrelas da galáxia e, por sua vez, até dois trilhões galáxias do universo. A física é a mesma em todos os lugares, e se o nosso sistema solar conseguiu criar planetas a partir dos restos de poeira e gás que formaram o Sol, outros deveriam ser capazes de fazer o mesmo.

Ainda assim, sendo ciência ciência, precisávamos de provas – e conseguimos em 1992quando dois astrônomos encontraram dois planetas orbitando um pulsar a 2.300 anos-luz da Terra. Desde então, mais 6.000 exoplanetas confirmados—ou planetas orbitando outras estrelas — foram encontrados, levando os astrônomos a concluir que existe pelo menos um planeta orbitando praticamente todas as estrelas do céu. O Telescópio Espacial Keplerlançado em 2009 e operado por nove anos, é responsável pela descoberta pelo menos 2.300 deles. Outras naves espaciais, incluindo a Telescópio Espacial James Webbo Satélite de pesquisa de exoplanetas em trânsitoe o Telescópio Espacial Hubble também estiveram na trilha do exoplaneta, assim como vários telescópios terrestres.

Agora, um novo telescópio espacial está pronto para voar no primeiro trimestre de 2026, não se parecendo em nada com os observatórios de exoplanetas que foram lançados antes dele e não fazendo nada parecido com o trabalho que fizeram. O mais recente caçador de planetas, apelidado Pandoraé um máquina de peso moscainclinando a balança para apenas 716 libras. e medindo apenas 17 polegadas de diâmetro, sem contar o painel solar. Isso é um erro de arredondamento em comparação com o telescópio Webbque é tão grande quanto uma quadra de tênis e pesa 13.000 libras. Pandora funcionará por apenas um ano e, ao contrário do Kepler e dos outros, que observam cestos de planetas, prestará atenção apenas para 20 selecionados a dedo—, mas irá estudá-los durante muito mais tempo do que qualquer outro telescópio, observando um sistema estelar durante até 24 horas de cada vez e repetindo cada sessão mais nove vezes para cada estrela que estudar. Essas observações detalhadas podem ajudar muito a determinar se existem condições de vida em mundos distantes. Mas o trabalho não será fácil.

Os exoplanetas são demasiado pequenos e escuros em comparação com a sua estrela-mãe para serem observados diretamente. Em vez disso, os telescópios espaciais e terrestres usam um dos dois métodos inferenciais. O primeiro, conhecido como técnica de velocidade radialprocura ligeiras oscilações na posição da estrela, à medida que a gravidade de um exoplaneta em órbita a puxa para um lado e depois para o outro. Quanto mais acentuada for a oscilação, mais massivo será o planeta.

A segunda, conhecida como método de trânsitoprocura um ligeiro escurecimento na luz da estrela à medida que o planeta orbita à sua frente. A mudança é fantasticamente pequena – o equivalente a remover uma única lâmpada de um painel com 10 mil lâmpadas, segundo Natalie Batalha, ex-diretora da missão Kepler. Quanto maior o escurecimento, maior será o diâmetro do planeta.

O método de trânsito faz mais do que simplesmente confirmar a existência de um planeta. Também pode dizer aos astrónomos algo sobre o seu ambiente e a sua química. À medida que a luz das estrelas de fundo flui ao redor do planeta, parte dela passa pela atmosfera. Como resultado, essa parte da luz estelar é alterada, com a mudança do seu brilho e comprimento de onda, consistente com certos elementos e compostos do ar planetário. Se houver hidrogênio na atmosfera, por exemplo, a luz mudará de uma maneira. Se água, dióxido de carbono, nitrogênio ou outros componentes estiverem presentes, isso mudará em outros.

“Quase todos esses planetas foram estudados, mas foram estudados em vários graus e com (diferentes níveis de) sucesso”, diz Daniel Apai, professor de astronomia e ciências ópticas da Universidade do Arizona, e cientista encarregado de supervisionar o centro de operações da missão Pandora, localizado na escola. Instituto Espacial. “O poder especial de Pandora serão estas muitas revisitas e monitorização prolongada da estrela para construir uma imagem abrangente.” Apai pensa que Pandora se compara favoravelmente ao muito maior e mais poderoso Webb, que tem maior sensibilidade nos seus instrumentos de observação, mas nunca poderia passar tanto tempo focando estrelas individuais devido à enorme procura de tempo de observação no telescópio por parte de astrónomos de todo o mundo.

O trabalho que Pandora fará será mais desafiador do que apenas olhar para a luz filtrada das estrelas e copiar a química que ela revela. Isso ocorre porque as estrelas não são fontes de iluminação constantes e imutáveis. Existem regiões mais brilhantes e quentes na superfície, chamadas fáculas, e regiões mais frias e escuras, semelhantes às manchas solares. Eles mudam, crescem, encolhem e se movem à medida que a estrela gira, e podem atrapalhar as leituras que os astrônomos estão tentando fazer.

Isto é mais preocupante no caso da água, que é essencial para a vida tal como a conhecemos. De acordo com Ben Hord, bolsista do programa de pós-doutorado da NASA no Centro de Voo Espacial Goddard que falou no 245ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em janeiro passado, variações na luz da estrela podem imitar ou apagar o sinal da água. Separar esses sinais falsos dos verdadeiros em todo o espectro químico é a razão pela qual Pandora passa tanto tempo, estrela por estrela, nas suas sessões de observação.

“Observamos como as estrelas giram, como diferentes regiões ativas aparecem e desaparecem no hemisfério visível”, diz Apai.

“Vamos mapear para ver onde a contaminação estelar realmente começa a impactar você”, diz Elisa Quintana, principal investigadora do Pandora. “Então seremos capazes de desembaraçar isso.”

Escolher quais 20 planetas estudar em um céu cheio de mundos não foi fácil. “Selecionamos planetas que orbitam estrelas mais quentes e planetas que orbitam estrelas mais frias”, diz Apai. “Selecionamos planetas gigantes gasosos maiores e, em seguida, também planetas subnetunianos menores. Inicialmente, tivemos cerca de 100 candidatos interessantes e depois fizemos cortes.”

Quintana acrescenta: “Basicamente, analisámo-los e dividimo-los. Fizemos todas estas pesquisas bibliográficas sobre eles para identificar quais seriam bons candidatos”.

Entre as características que a equipa Pandora procurava estava o vapor de água no sistema estelar, permitindo à sonda estudar essa assinatura química mais de perto e ver se o próprio planeta alvo também era aquoso. O hidrogénio que escapa do sistema, por outro lado, sugeriria um candidato planetário que estava a ser sobreaquecido pelo seu sol. “Em um sistema, o hidrogênio foi detectado saindo do planeta, o que foi atribuído ao fato de o planeta estar muito próximo de sua estrela hospedeira”, diz Apai.

A espaçonave fará todo esse trabalho por centavos de dólar. O telescópio Webb é o observatório espacial mais caro já construído, custando mais de US$ 10 bilhões. Pandora voará pela quantia relativa de US$ 20 milhões.

O grande dia de Pandora – quando ela decolar de uma plataforma do Centro Espacial Kennedy a bordo de um foguete SpaceX Falcon 9 e se estabelecer na órbita baixa da Terra – está chegando, mas a NASA admite que não pode dizer exatamente como breve. Programada para ser lançada no quarto trimestre de 2025, a espaçonave permaneceu aterrada devido à paralisação do governo de 43 dias, aguardando a reabertura de Washington para os negócios. Por enquanto, a agência espacial está planejando um lançamento em janeiro.