Futura missão da NASA vai investigar a composição atmosférica de exoplanetas

Por Danielle Cassita | 24 de Março de 2021 às 18h30
NASA/JPL-Caltech

Para seguir na busca por outros planetas que, assim como o nosso, sejam habitáveis, a NASA segue analisando a missão conceitual Pandora, que foi uma das propostas selecionadas por meio do programa Pioneers no início do ano. A ideia é que a missão estude cerca de 20 estrelas e exoplanetas para coletar medidas precisas das atmosferas deles, ajudando a revelar os mistérios atmosféricos destes mundos distantes e contribuindo para o trabalho de outros instrumentos.

Além da Pandora, outras três missões receberam aprovação para avançar para a próxima etapa de desenvolvimento por meio do programa. O conceito da missão propõe usar um pequeno satélite conhecido como SmallSat, que, além do baixo custo, permite que a NASA avance na exploração científica. Assim, a ideia é que a missão fique em uma órbita baixa da Terra em sincronia com o Sol, o que permite que nossa estrela fique sempre atrás do satélite; desta forma, há menos variações de luz, e ela consegue coletar dados das condições atmosféricas de exoplanetas por mais tempo.

A órbita da missão Pandora, que permite obter observações múltiplas dos exoplanetas em longos períodos (Imagem: Reprodução/Lawrence Livermore National Laboratory/NASA Goddard Space Flight Center)

Durante as operações, Pandora deverá realizar observações de estrelas e dos planetas que as orbitam simultaneamente na luz visível e infravermelha durante longos períodos, o que soluciona o problema da contaminação estelar — como as estrelas têm atmosferas e alguns pontos em suas superfícies que mudam constantemente, as medidas obtidas podem ficar distorcidas. Uma forma de evitar isso é separar as variações dos dados planetas e das estrelas, que é onde entram as observações da luz dos dois comprimentos de onda.

Como a contaminação estelar é mais evidente na luz com comprimentos de onda menores, os dados atmosféricos obtidos a partir da luz infravermelha e visível podem ajudar os cientistas a diferenciar as observações vindas das atmosferas dos exoplanetas e de suas estrelas: “a Pandora pode ajudar a construir as ferramentas necessárias para diferenciar os sinais estelares e planetários, nos permitindo estudar melhor as propriedades de partes das estrelas e atmosferas dos exoplanetas”, explica Benjamin Rackham, co-investigador da missão. Outras missões, como o telescópio espacial TESS e até o Hubble, forneceram enormes contribuições para a observação destes mundos distantes, mas são afetados pela contaminação estelar.

Assim, a Pandora vai estudar as atmosferas dos exoplanetas e das estrelas com o trânsito planetário, ou seja, o momento em que passam à frente da estrela. Isso será feito por meio da espectroscopia de trânsito, uma técnica em que a luz que atravessa a atmosfera do planeta é medida e dividida em cores, que formam o espectro. Essas cores contêm informações que ajudam os cientistas a identificar gases na atmosfera dos planetas e, assim, determinar se encontraram um mundo rochoso envolvido por uma fina camada de atmosfera, como é o caso da Terra, ou se se trata de um planeta gasoso, como Netuno. Como os efeitos da contaminação estelar serão reduzidos, o método fica mais eficiente.

Representação da espectroscopia de trânsito, que permite identificar a composição da atmosfera do exoplaneta com grande precisão (Imagem: Reprodução/Lawrence Livermore National Laboratory/Goddard Space Flight Center)

Elisa Quintana, astrofísica e principal investigadora da missão, comentou que a ciência exoplanetária está avançando da era da descoberta dos planetas para a era da caracterização atmosférica: "a Pandora é focada em tentarmos entender como a atividade estelar afeta nossas medidas das atmosferas dos exoplanetas, que vai preparar o terreno para futuras missões com o objetivo de encontrar planetas com atmosferas semelhantes à da Terra", disse. Tudo isso será feito em um trabalho conjunto com outro instrumento: o conceito propõe que a Pandora esteja em operação junto do telescópio espacial James Webb que, se tudo correr bem, deve ser lançado no fim do ano.

Enquanto o poderoso telescópio estuda as atmosferas de exoplanetas com a maior precisão já alcançada, a Pandora pode observar as estrelas orbitadas por eles, expandindo as descobertas do James Webb. Para Jessie Dotson, astrofísica e investigadora principal adjunta, agora é o momento de entender as atmosferas destes planetas: "a Pandora teria papel essencial em mostrar como a atividade estelar afeta a habilidade de caracterizarmos as atmosferas, e seria um excelente complemento à missão do Webb", finaliza.

Fonte: NASA 

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