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A mais nova sonda da NASA irá vasculhar a galáxia para planetas desconhecidos

Apr 16, 2018 11:01 AM ET

Na próxima semana, a NASA está lançando seu novo caçador de exoplanetas: um satélite que vai olhar para o cosmos em busca de mundos nunca antes vistos. Apelidado de TESS , a espaçonave tem a tarefa de procurar por planetas circulando estrelas do lado de fora do nosso Sistema Solar para ajudar os cientistas a descobrir de que são feitos esses planetas e se algum deles poderá suportar a vida.

A TESS está sendo lançada em 16 de abril, assim como o antigo caçador de exoplanetas da NASA está prestes a pendurar o chapéu. A espaçonave Kepler, lançada em 2009, ficará sem combustível nos próximos meses. Mas a TESS tem uma missão diferente do seu antecessor. O objetivo de Kepler era simplesmente encontrar o maior número possível de exoplanetas; A TESS vai ser mais exigente, procurando por planetas ao redor das estrelas mais próximas da Terra. Esses mundos serão muito mais fáceis de estudar, já que suas estrelas serão mais brilhantes, segundo a NASA.

“O Kepler era tudo sobre fazer um censo: quão comuns são os planetas em geral? Qual é a distribuição de tamanho dos planetas? Os planetas do tamanho da Terra são comuns? ”Stephen Rinehart, cientista do projeto da TESS na NASA, conta ao The Verge . “A TESS está realmente otimizada para bater em portas na vizinhança e dizer: ‘Oi, como você está? Como é este planeta realmente? ‘”

E um tipo de planeta em particular está na lista de desejos da TESS: mundos rochosos, do tamanho da Terra, que estão na órbita direita em torno de suas estrelas, onde a água líquida pode se acumular. Se tal planeta também tivesse uma atmosfera semelhante à da Terra, isso abriria a possibilidade de que a vida pudesse sobreviver nesse mundo também.

Por que mais brilhante é melhor

Kepler só olhava para alguns pequenos trechos do céu de cada vez, olhando para mais de 100.000 estrelas. A TESS estará observando um campo de visão que é 400 vezes maior. E poderá ver até 200.000 estrelas, talvez milhões. “Ter a TESS no rebanho é simplesmente fantástico”, afirma Jessie Dotson, astrofísica do Ames Research Center da NASA e cientista do projeto da espaçonave Kepler, ao The Verge . “Eles vão encontrar planetas em partes do céu que não podemos olhar.”

A TESS usará a mesma técnica que o Kepler para encontrar planetas. Ele procurará mundos à medida que eles passam na frente de suas estrelas hospedeiras, no que é conhecido como trânsito. Sempre que um planeta transita, ele diminui levemente a luz de sua estrela-mãe o suficiente para medir um telescópio em órbita. Mas o TESS terá como alvo estrelas muito mais próximas do que Kepler viu. Eles estarão a apenas dezenas de centenas de anos-luz de distância, ao contrário de milhares de anos-luz de distância, tornando-os 30 a 100 vezes mais brilhantes no céu. Isso tornará mais fácil para os astrônomos aprenderem mais sobre os planetas ao redor deles.

*Uma renderização artística de TESS procurando por exoplanetas.*

Para realmente saber do que é feito um planetaseja rochoso como a Terra ou um gigante de gás como Júpiter – você precisa conhecer sua densidade. E a melhor maneira de medir a densidade é observar como o planeta puxa sua estrela hospedeira. Mesmo que um planeta seja relativamente pequeno, ele ainda tem uma influência gravitacional sobre sua estrela, fazendo com que o objeto celestial sofra uma leve oscilação. A extensão dessa oscilação fala de quão massivo é um planeta.

Estrelas mais brilhantes facilitam a medição dessa oscilação rapidamente. Com estrelas distantes e fracas, os astrônomos não coletam tanta luz, então leva mais tempo para captar como a estrela está tremendo. Para os tipos de estrelas observadas por Kepler, pode levar semanas ou meses para descobrir a oscilação de uma estrela e, como resultado, a composição de um exoplaneta próximo. Mas para as estrelas brilhantes que a TESS estudará, pode levar apenas algumas horas.

Com Kepler, os astrônomos só podiam medir algumas estrelas, diz Rinehart. “Com o TESS, vai ser o problema oposto. Vai ser ‘eu posso fazer qualquer um desses alvos. Qual deles eu quero fazer? ‘”

Os exoplanetas que o TESS encontrará

Com suas quatro câmeras, a TESS observará o mesmo céu durante apenas 27 dias antes de passar para o próximo patch. Em comparação, as observações de Kepler se estenderam por meses a anos. Então, a TESS estará procurando por planetas com órbitas super curtas, que levem menos de um mês para serem concluídas. E isso limita os tipos de mundos que a espaçonave pode encontrar.

Por um lado, a TESS não encontrará o gêmeo exato da Terra. Os tipos de mundos habitáveis do tamanho da Terra que o TESS encontrará são aqueles orbitando pequenas e fracas estrelas conhecidas como anãs vermelhas. Esses tipos de estrelas emitem muito menos energia do que o nosso sol. Então os planetas têm que abraçar essas estrelas com força para serem considerados habitáveis. Eles têm que estar perto de obter calor suficiente para ter uma chance de receber água líquida. E isso significa que um ano para esses planetas poderia durar apenas uma dúzia de dias.

*Uma renderização artística de um exoplaneta em torno de uma estrela anã vermelha.*

Os astrônomos ficaram particularmente empolgados em encontrar planetas ao redor de anãs vermelhas, porque essas estrelas são abundantes em todo o Universo. Mas apenas estar na chamada “zona habitável” de tal estrela pode não significar que esses mundos possam hospedar a vida. Planetas que orbitam perto de uma anã vermelha geralmente têm um lado que está em plena luz do dia, enquanto o outro experimenta a noite constante. E as anãs vermelhas tendem a se intensificar muito, inundando planetas próximos com partículas energéticas. “Eles não vão ser como a Terra, mas o que há de tão interessante é que nós realmente não sabemos o que vamos encontrar”, Sara Seager, cientista planetário do MIT e diretor científico adjunto para TESS, conta a Verge .

Quando o próximo grande observatório espacial da NASA, o Telescópio Espacial James Webb, estiver on-line, os astrônomos poderão observar as atmosferas dos pequenos planetas do tamanho da Terra que a TESS encontra. No entanto, eles terão que esperar um pouco para saber o que está ao seu redor. James Webb não deve ser lançado até 2020, o mais cedo possível , por isso, levaremos alguns anos até aprendermos se esses mundos têm atmosferas que possam suportar a vida.

Enquanto isso, Seager diz que está empolgada em encontrar planetas com cerca de duas a três vezes o tamanho da Terra, conhecidos como super-Terras ou mini-Neptunes. Kepler descobriu que esses estranhos planetas intermediários são, na verdade, os mundos mais comuns por aí. Mas sabemos muito pouco sobre o que são feitos e de onde vieram. Quando o TESS encontrar esses mini-Neptunes e suas densidades, os astrônomos poderão fazer observações de acompanhamento com telescopioes no chão para ver o que está em suas atmosferas. “Eles são todos iguais? Eles são todos diferentes? ”Ela pergunta. “Isso nos ajudará a entender como eles se formaram.”

G etting para orbitar

Antes de tudo isso acontecer, no entanto, o TESS precisa entrar em órbita. A sonda está prevista para ser lançada às 6:32 PM ET de Cape Canaveral, Flórida, no topo de um foguete SpaceX Falcon 9 na próxima semana. Se tudo correr bem, a espaçonave deve coletar dados já em junho, o que acontece quando Kepler começa a ficar offline. Como o Kepler fica sem combustível, ele não será capaz de redirecionar sua antena para a Terra para enviar seus dados. Ele também não poderá usar seus motores para permanecer em posição, já que está sendo empurrado pelo vento solar.

A TESS não terá esse problema de combustível. A espaçonave estará em uma órbita super elíptica em torno da Terra, que levará a sonda até a distância da Lua. Isso basicamente significa que a TESS estará em uma estranha dança gravitacional com o nosso planeta e a Lua. A órbita, que durará 13,7 dias, nunca foi usada para uma espaçonave antes, mas é incrivelmente estável. Então a TESS não precisa de muito combustível. “Se você ficar um pouco fora, a Lua tende a te levar de volta à órbita na qual você deveria estar”, diz Rinehart. “Esta órbita pode ser estável por mais de 100 anos.”

Chegar a este tipo de órbita é complicado, no entanto. Isso requer muita energia. Mas a TESS tem uma grande vantagem: seu tamanho pequeno. Com um peso de apenas 362 kg, é muito menor do que muitos satélites do tamanho de ônibus que podem pesar muitos milhares de libras. A espaçonave ocupará muito pouco espaço em seu Falcon 9, e isso tornará mais fácil para o foguete conseguir esta espaçonave onde ela precisa ir. “É principalmente espaço vazio lá”, diz Rinehart, referindo-se ao cone do nariz no topo do foguete. “TESS é uma pequena coisa nesta grande carenagem. Somos leves e somos pequenos.

A TESS está programada para fazer ciência por dois anos, quando no espaço, mas os engenheiros já estão planejando como estender a missão da espaçonave. Se assim for, esta minúscula sonda poderia criar um novo índice abrangente de exoplanetas que os astrônomos estudarão nos próximos anos. “As pessoas amam os planetas … e o fato de que eles parecem estar chegando em todos os tamanhos, massas e órbitas”, diz Seager. “Agora, depois da TESS, teremos todo um catálogo desses planetas em uma ordem de prioridade para o acompanhamento”.

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