Investigadores financiados pela União Europeia (UE) estão a desenvolver novos telescópios poderosos para ajudar a descobrir planetas semelhantes à Terra em torno de estrelas distantes e avançar na busca por vida extraterrestre.
Entre os milhares de milhões de galáxias e estrelas do universo, só se conhece um lugar que alberga vida: a Terra. No entanto, a esperança de encontrar outros mundos habitáveis leva os cientistas a buscar métodos cada vez mais inteligentes nas suas pesquisas.
Apesar de terem catalogado cerca de seis mil exoplanetas, ainda não foi identificada uma réplica da Terra - um planeta de tamanho semelhante que orbita uma estrela como o nosso Sol numa posição semelhante à nossa. Isso não é por falta de esforço. Reflete antes, os desafios envolvidos.
Embora os cientistas tenham encontrado planetas rochosos semelhantes em tamanho à Terra em torno de estrelas anãs vermelhas menores, aqueles em torno de estrelas semelhantes ao Sol são muito mais difíceis de detetar porque parecem comparativamente menores em relação às suas estrelas hospedeiras mais brilhantes. No entanto, um novo telescópio poderá ajudar os investigadores nessa busca.
Isso poderia expandir a nossa busca por habitabilidade na galáxia. Sabemos que a Terra tem o tamanho e a distância certos em relação à sua estrela hospedeira para sustentar água e vida. Será que o mesmo se aplica a outros lugares?
Filtrar o ruído
Nuno Santos, um dos principais astrofísicos portugueses e uma das forças motrizes por trás da exploração de exoplanetas na Europa, lidera uma equipa de investigadores financiada pela UE que desenvolve novas ferramentas de observação. Estas ferramentas ajudarão a eliminar a interferência criada por estes "sóis" distantes e ardentes.
Um dos principais obstáculos é o "ruído" gerado por estrelas como o nosso Sol.
O plasma em agitação e os campos magnéticos em mudança nas suas superfícies produzem uma série de fenómenos nas atmosferas estelares, incluindo manchas escuras e um padrão de "granulação" - muito semelhante à ebulição da água. Isso obscurece o sinal fraco que marca um planeta cruzando na frente de sua estrela.
"Se olharmos para a superfície do Sol, ela parece uma panela de água a ferver, salpicada de regiões mais escuras e mais brilhantes", disse Santos. "O grande problema é que não compreendemos realmente como diagnosticar este ruído que vem da estrela."
Atualmente a trabalhar no Instituto de Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, Nuno Santos e a sua equipa estão a construir um telescópio totalmente novo chamado PoET - Paranal Solar Espresso Telescope - como parte de uma iniciativa financiada pela UE chamada FIERCE, que decorrerá até setembro de 2027.
Este instrumento compacto mede apenas 60 centímetros e está destinado ao Chile, onde funcionará em conjunto com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, instalado numa montanha no deserto de Atacama.
Em vez de rastrear planetas em torno de estrelas distantes, o PoET estará concentrado no nosso próprio Sol, analisando o ruído produzido pela granulação e processos relacionados.
O telescópio solar irá ligar-se a outro instrumento de exploração espacial estacionado no Chile, chamado ESPRESSO - o Espectrógrafo Echelle para Exoplanetas Rochosos e Observações Espectroscópicas Estáveis. Foi projetado especificamente para separar a luz das estrelas nas suas diferentes cores e estudar os planetas que orbitam estrelas distantes.
"Ao ligar o ESPRESSO às observações solares, esperamos compreender exatamente como o Sol se comporta em diferentes regiões", afirmou Nuno Santos.
Isto irá produzir um espectro detalhado dos elementos químicos provenientes do Sol, revelando como estes mudam à medida que a superfície se altera. Em última análise, essas descobertas ajudarão os astrónomos a filtrar o ruído das observações de outras estrelas semelhantes ao Sol, facilitando a deteção de planetas distantes semelhantes à Terra.
Preparando-se para o PLATO
As observações com o PoET deverão começar no final de 2025 e continuar durante três anos. O telescópio utiliza uma configuração ótica para bloquear tudo, exceto a parte do Sol que está a ser estudada.
O PoET fará observações diurnas com o ESPRESSO operado remotamente por Nuno Santos a partir do Porto. À noite, o ESPRESSO voltará à sua função principal com o VLT.
Este trabalho preparatório é particularmente importante, uma vez que a Agência Espacial Europeia se prepara para a sua missão PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), com lançamento previsto para 2026.
O telescópio espacial PLATO utilizará 26 câmaras para procurar planetas em órbita de um milhão de estrelas, buscando mundos semelhantes à Terra em torno de estrelas semelhantes ao Sol. Os seus instrumentos medirão o raio de cada planeta, permitindo aos cientistas determinar a densidade e a composição, mesmo a centenas ou milhares de anos-luz de distância.
Reduzir o ruído estelar com o PoET será essencial para que o PLATO faça medições precisas. "Temos de encontrar uma forma de eliminar este ruído para poder explorar plenamente os dados da próxima missão PLATO", afirmou Nuno Santos. "A nossa esperança e expectativa é que o PoET aprenda o suficiente para que possamos reduzir o ruído ao nível necessário."
Esforços mais ousados pela frente
O FIERCE e o PoET existem graças ao apoio do Conselho Europeu de Investigação (ERC). "Não poderíamos fazer isto sem o ERC", afirmou.
O trabalho da sua equipa confere à Europa um papel vital na busca global por mundos habitáveis, com missões como a PLATO a prometer novas descobertas emocionantes.
Se tudo correr como planeado, o PoET poderá fornecer resultados em meados de 2026, oferecendo dados vitais para o PLATO assim que for lançado.
Mais adiante, missões como o Observatório de Mundos Habitáveis da NASA, previsto para a década de 2040, e o próximo grande telescópio europeu, com conclusão prevista para 2030, tentarão obter
imagens diretas de alguns dos planetas potencialmente habitáveis encontrados pelo PLATO e procurar sinais de vida.
Mas antes disso, os astrónomos terão de descobrir quantos mundos desse tipo existem e onde encontrá-los. "A busca por planetas que orbitam outros sóis é uma das grandes questões que temos", acrescentou Nuno Santos.
Telescópios como o PoET e o PLATO irão expandir os limites do que é possível nas nossas missões espaciais. O seu progresso aumentará a nossa compreensão do cosmos à medida que descobrimos mais sobre a nossa galáxia, mas também sobre o potencial de vida muito além do nosso lar.
Este artigo foi originalmente publicado na Horizon, a Revista de Investigação e Inovação da UE.