O novo telescópio espacial Nancy Grace Roman, da NASA, promete revolucionar a astronomia ao buscar cerca de 100 mil exoplanetas na Via Láctea. Com visão cem vezes mais ampla que a do Hubble e foco no infravermelho, o observatório usará técnicas de trânsito e microlente gravitacional para mapear mundos distantes, gigantes gelados e planetas errantes. Esse amplo censo estatístico ajudará a entender se o nosso Sistema Solar é uma raridade ou se mundos como a Terra são comuns pelo Universo.
Até que ponto nosso Sistema Solar é especial?
Desde que foi confirmada a existência dos primeiros planetas fora do Sistema Solar na década de 1990, os astrônomos já descobriram mais de 6.000 destes chamados "exoplanetas". Mas esse conjunto está longe de ser representativo da população planetária da Via Láctea: nossos métodos de detecção favorecem determinados tipos de mundos e, sobretudo, as estrelas relativamente próximas ao Sol.
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O telescópio espacial Nancy Grace Roman, lançado pela NASA no último dia 30 de agosto, pode mudar essa situação. Durante sua missão principal, prevista para durar cinco anos, ele observará enormes quantidades de estrelas e poderá descobrir cerca de 100 mil novos exoplanetas.
Mas não se trata simplesmente de ampliar um catálogo: o Roman pretende realizar um verdadeiro censo dos mundos que habitam nossa galáxia.
Construído para enxergar em grande escala
O Roman possui um espelho principal de 2,4 metros de diâmetro, praticamente idêntico ao do telescópio espacial Hubble. Mas há uma diferença fundamental: seu principal instrumento, o Wide Field Instrument, tem um campo de visão pelo menos 100 vezes maior do que o do Hubble.
Isso permite que o telescópio observe enormes regiões do céu de uma só vez. Roman também funcionará principalmente no infravermelho próximo, uma característica especialmente importante para observar o interior da Via Láctea, onde as estrelas estão muito mais concentradas e a poeira interestelar dificulta as observações na luz visível. Ao longo de sua missão, o telescópio poderá medir a luz de cerca de um bilhão de galáxias, além de estudar centenas de milhões de estrelas da nossa própria galáxia.
E essa capacidade é especialmente valiosa para encontrar planetas. Não basta ter um telescópio sensível: é preciso observar muitas estrelas por um longo período e detectar mudanças minúsculas em seu brilho.
Uma população de planetas que mal conhecemos
A grande novidade do Nancy Grace Roman será sua capacidade de encontrar mundos que ficaram fora do alcance das principais campanhas de busca por exoplanetas.
Uma de suas técnicas para isso será a conhecida como "de trânsito", por meio do qual se detecta a pequena diminuição no brilho de uma estrela quando um planeta passa à sua frente. O Roman poderá encontrar cerca de 100 mil exoplanetas usando esse método, incluindo mundos situados a milhares de anos-luz de distância e, potencialmente, do outro lado da galáxia.
Mas o verdadeiro salto qualitativo virá com a chamada microlente gravitacional.
Quando duas estrelas se alinham quase exatamente da nossa perspectiva, a gravidade da estrela mais próxima curva e amplifica a luz da mais distante. Se a estrela que atua como lente tiver planetas, estes produzem pequenas alterações adicionais no padrão de luz. O fenômeno pode durar apenas algumas horas; por isso, é necessário observar milhões de estrelas com uma frequência muito alta.
Quando um exoplaneta passa à frente de uma estrela mais distante, sua gravidade faz com que a trajetória da luz da estrela se desvie e, em alguns casos, provoca um breve aumento no brilho da estrela de fundo, conforme observado por um telescópio.
Ilustração do efeito conhecido como lente gravitacional.Wikimedia Commons, CC BY-SAO telescópio espacial Nancy Grace Roman dedicará aproximadamente 15 meses de sua missão a um programa de observação do bojo galáctico, realizando exposições repetidas com intervalos de cerca de 12 minutos durante determinadas campanhas. O objetivo é detectar milhares de eventos de microlente e extrair deles informações sobre a população planetária.
A vantagem é que essa técnica é sensível a mundos muito diferentes daqueles que predominam nos catálogos atuais. Ela pode encontrar planetas localizados longe de suas estrelas, incluindo gigantes gelados semelhantes a Urano e Netuno, e planetas rochosos com massas comparáveis às da Terra ou até mesmo de Marte. Também poderá detectar planetas errantes, corpos que perderam ou deixaram a órbita de sua estrela-mãe e vagam sozinhos pela galáxia.
Quantos sistemas como o nosso existem?
Essa é possivelmente a pergunta mais importante que o telescópio espacial ajudará a responder.
Os planetas que conhecemos atualmente não constituem uma amostra aleatória. É muito mais fácil encontrar um gigante gasoso que orbita bem próximo de sua estrela do que um planeta pequeno situado a uma distância comparável à da Terra em relação ao Sol.
O Roman permitirá comparar populações planetárias em diferentes regiões da Via Láctea. Sua exploração se estenderá até o bojo galáctico e às regiões do outro lado da galáxia, muito mais distantes do que a maioria dos exoplanetas conhecidos atualmente. Assim, poderemos verificar se os sistemas planetários apresentam características semelhantes, independentemente de onde se formem, ou se nossa vizinhança cósmica é uma exceção.
O resultado será uma distribuição estatística de tamanhos, massas e distâncias orbitais. Em vez de nos perguntarmos apenas "encontramos outra Terra?", poderemos nos questionar algo muito mais significativo: com que frequência surge um planeta semelhante à Terra?
Um primeiro passo na busca por vida
O Roman não foi projetado para detectar diretamente vida extraterrestre. Sua contribuição será anterior a isso: identificar uma enorme população de mundos e determinar quais merecem ser estudados com instrumentos mais especializados.
Além do grande levantamento planetário, ele testará uma tecnologia especialmente interessante: um coronógrafo capaz de bloquear a luz de uma estrela para obter imagens diretas de planetas próximos. Seu objetivo será estudar mundos gigantes e discos de material ao redor de outras estrelas, demonstrando técnicas que poderiam ser utilizadas por futuros telescópios para fotografar planetas rochosos potencialmente habitáveis.
Imagem de TWA 7 b através de um coronógrafo de alto contraste.Wikimedia Commons, CC BYO telescópio também estudará a matéria e a energia escuras, a evolução das galáxias, supernovas e outros fenômenos astrofísicos. Mas seu legado no campo dos exoplanetas pode ser especialmente significativo.
Isso porque talvez a resposta para "estamos sozinhos?" não comece com a descoberta de uma civilização extraterrestre, nem com a detecção de um sinal proveniente de outro mundo. Ela pode começar com uma estatística.
Se o Roman descobrir que planetas pequenos e órbitas semelhantes às do nosso sistema são comuns, a Terra deixará de parecer um caso excepcional. Se, ao contrário, nosso tipo de sistema for extraordinariamente raro, teremos descoberto algo igualmente fascinante.
O Roman não buscará diretamente a vida. Ele buscará algo que precisamos saber antes: quantas oportunidades o Universo teve para criá-la.
Carlos Vázquez Monzón não presta consultoria, trabalha, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que poderia se beneficiar com a publicação deste artigo e não revelou nenhum vínculo relevante além de seu cargo acadêmico.
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