Criando Um “Mega Telescópio” Para Observar Exoplanetas – O Poder da Interferometria

Dentre os exoplanetas já descobertos, certamente o sistema TRAPPIST-1 é um dos mais interessantes, pois são 7 exoplanetas que foram descobertos de uma só vez. Mas exsitem outros sistemas interessantes, um deles é HR 8799, e sabe por quê? Porque esse sistema foi um dos primeiros descobertos usando imageamento direto, ou seja, foram feitas imagens dos planetas, e se isso não bastasse, desde então os pesquisadores estão conseguindo, com outras imagens acompanhar os planetas ao redor de sua estrela. Os tipos de planetas do sistema HR 8799 também são diferentes daqueles observados em TRAPPIST-1 ou em outros sistemas de exoplanetas. O método do trânsito usado para descobrir TRAPPIST-1 é mais bem utilizado no caso onde os planetas estão bem próximos de sua estrela. Já o imageamento direto vale para planetas maiores localizados longe de suas estrelas, super-Júpiteres, por exemplo, orbitando estrelas a uma distância entre 10 e 100 UA.

O imageamento direto também é capaz de fornecer informações úteis sobre a órbita dos planetas, é possível ver claramente onde os planetas estarão enquanto completam suas órbitas ao redor da estrela, informação que técnicas como o trânsito, ou a velocidade radial, não fornecem. O objetivo quando se estuda exoplanetas é determinar a sua órbita, sua massa, sua densidade, sua composição, assim podemos entender como eles se formaram. Por exemplo, observando a composição da atmosfera, é possível observar o quanto de carbono um exoplanetas tem comparado à quantidade de oxigênio, e essa razão C/O é muito importante para o entendimento sobre o exoplanetas. Já a razão D/H, ou seja, deutério para hidrogênio, pode nos dizer a quantidade de corpos congelados que um determinado planeta agregou no passado no momento em que estava se formando.

Tudo isso é muito interessante, mas o grande problema é que temos uma limitação, nossos telescópios possuem um limite tecnológico, e não possuem resolução espacial suficiente para separar os planetas de suas estrelas. Mas pode ser que uma técnica que ficou mundialmente conhecida em 2019, possa ajudar nisso.

Estamos falando da interferometria. Quem não se lembra, como a interferometria foi usada pelos rádio-telescópios desde 2017 para poder fazer a imagem do horizonte de eventos do buraco negro da galáxia M87, não é mesmo. O ponto é que a interferometria pode ser usada por outros telescópios, não só pelos rádio telescópios. A ideia é a mesma, usar múltiplos telescópios separados por algumas distâncias para coletar a luz de um determinado objeto simultaneamente. É possível então combinar essas observações e então é como se estivéssemos observando o tal objeto usando um telescópio virtual que é muito maior do que um único telescópio, já que o seu “diâmetro”, seria dado pela distância entre os instrumentos utilizados. Quanto maior o telescópio, maior a resolução espacial, que é o que precisamos para poder imagear diretamente os exoplanetas.

No caso do sistema HR 8799, os astrônomos usaram o VLT, o Very Large Telescope e o seu instrumento, o GRAVITY. O VLT que é constituído de 4 telescópio pode criar um pequeno interferômetro, chamado de VLTI. Para que a técnica de interferometria seja aplicada de forma correta é preciso saber a distância entre os telescópios com precisão e também o movimento deles e entre eles. Com isso, os astrônomos conseguiram uma excelente resolução e observaram pela primeira vez, usando interferometria o exoplanetas HR 8799e. A interferometria melhorou muito a imagem já obtida do sistema HR 8799, e além disso, os astrônomos também descobriram que as órbitas dos planetas não são coplanares, ou seja, alguns planetas possuem uma inclinação com relação ao plano de órbita de todo o sistema.

O GRAVITY pode também fazer espectroscopia, e os astrônomos fizeram isso também, lembrando que a espectroscopia é a técnica para tentar entender a atmosfera dos exoplanetas. Eles determinaram que o HR8799e é uma anã marrom, do tipo-L, com uma temperatura na casa dos 1150K. As observações como essa podem ajudar os astrônomos a entenderem a transição entre as anãs marrons, do tipo L e T, um estágio evolucionário importante para esse tipo de objeto.

A ideia dos astrônomos agora é usar o GRAVITY e observar outros sistemas conhecidos como o Beta Pictoris b. Esse resultado com o HR 8799e é muito animador e promissor, já que os astrônomos conseguiram observar o exoplanetas e fazer um estudo espectroscópico dele. A ideia é usar telescópios mais afastados, com uma baseline bem maior, e assim chegar a fazer imagens da superfície ou da atmosfera dos exoplanetas, podendo até imagear nuvens nesses objetos.

Fonte:

https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2019/03/aa35253-19.pdf

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

Veja todos os posts

Arquivo

Instagram

Error validating access token: The session has been invalidated because the user changed their password or Facebook has changed the session for security reasons.