Observação direta de Exoplanetas

Observar planetas extrassolares, ou exoplanetas, é uma pesquisa que requer um grau de precisão e um tempo de telescópio tão grandes que grupos numerosos de pesquisadores são necessários.

Hoje, dia 5 de julho de 2019, apenas um pouco mais de 4.000 exoplanetas foram confirmados.

As técnicas observacionais são variadas. Podemos citar como as mais eficientes atualmente a de medir a velocidade radial da estrela alvo em relação à Terra. Como a estrela e o planeta giram ao redor de um centro de massa em comum, a luz da estrela exibirá um deslocamento das linhas espectrais devido ao efeito Doppler. Serve principalmente para exoplanetas com grande massa e estrelas com baixa massa.

Imagem 1 – Método de medição de velocidade radial

Outro método bem eficiente é o de trânsito fotométrico. Este depende fortemente da inclinação do plano da órbita do exoplaneta em relação à Terra. O exoplaneta passa em frente ao disco da estrela, para um observador terrestre, permitindo estimar o período e o raio do objeto. O método anterior é mais eficiente para a estimativa da massa do planeta.

Imagem 2 –Método de trânsito fotométrico

Existem outros métodos como modulações de refletividade, variação de período de pulsares, microlenteamento gravitacional, etc. Não iremos nos ater a estes métodos pois falaremos do processo de imageamento direto.

Imagem 3 e 4 – Método de microlenteamento gravitacional

Sabemos que os planetas não possuem luz própria e apenas refletem a luz emitida pela estrela hospedeira. Por isso, a luz refletida é muito mais fraca comparada à luz emitida pela estrela. Para conseguirmos observar planetas diretamente é necessário bloquear a fonte intensa de luz utilizando um equipamento chamado coronógrafo.

O primeiro exoplaneta observado diretamente teve sua imagem captada por um grupo de astrônomo utilizando o Very Large Telescope (VLT), do European Southern Observatory (ESO), em 2004. Outros exemplos de observação direta são os exoplanetas da estrela HR8799 e do planeta próximo a Beta Pictoris.

Imagem 5 – Beta Pictoris
Imagem 6 – estrela HR8799 e seus planetas

Como podemos perceber, a observação direta de exoplanetas necessita de equipamentos de grande porte e resolução espacial. Por isso, o ESO, juntamente com o programa de busca de planetas do tipo terrestre Breakthrough Watch, estão testando um novo instrumento para a busca de exoplanetas na zona de habitabilidade do sistema planetário mais próximo de nós, Alpha Centauri.

O sistema Alpha Centauri localiza-se a 4,3 anos-luz de distância da Terra e possui uma estrela anã vermelha denominada Proxima Centauri e duas estrelas do tipo solar, chamadas de Centauri A e B.

Para obter a imagem direta dos possíveis planetas tipo terrestre, os proponentes do projeto NEAR (Near Earth in the AlphaCen Region) construíram um coronógrafo infravermelho térmico. Este instrumento foi projetado para bloquear a maior parte da radiação emitida pelas estrelas e capturar a emissão infravermelha refletida pelo planeta.

Imagem 7 – Coronógrafo do projeto NEAR montado no telescópio VLT 4

Uma das grande vantagens de utilizar este instrumento no VLT do ESO é a oportunidade de aplicar conjuntamente a técnica de óptica adaptativa. Esta tem a vantagem de corrigir as distorções provocadas pela atmosfera terrestre, permitindo melhorar a resolução espacial e por consequência, aumentando a chance de observar os possíveis exoplanetas.

Com a melhoria dos equipamentos e detectores, esperamos que, em breve, possamos aumentar de 52 para um número bem maior os exoplanetas potencialmente habitáveis que poderemos estudar.

Imagem 8 – Representação artística dos potenciais exoplanetas habitáveis com tamanhos próximos ao da Terra. Estão em sequência de distância ao nosso planeta.