Alguns dos lugares mais promissores para procurar extraterrestres permaneceram, até agora, principalmente escondidos dos astrônomos. Agora, um instrumento de mudança de jogo chamado NIRPS (pesquisador do planeta próximo ao infravermelho) está liderando a busca pelos alvos mais tentadores do Cosmos: mundos potencialmente semelhantes à Terra nas estrelas anãs vermelhas nas proximidades.
Anões vermelhos, ou anões, são os lugares mais tentadores para procurar terras alienígenas porque são as estrelas mais abundantes e duradouras. Eles compõem a maioria das estrelas na Via Láctea e brilham com uma lenta fervura termonuclear que deve permitir que vivam exponencialmente mais longas do que a maioria – mesmo, digamos, por 14 trilhões de anos, ou 1.000 vezes a idade atual do universo.
Mas os Mãos M também são as menores estrelas mais escassas, para que eles e seus planetas possam ser difíceis de detectar e inspecionar. Digite os Nirps, um instrumento construído sob medida para provocar sinais sutis de mundos ocultos, fazendo medições de alta precisão incomparáveis de anões M, que emitem a maior parte de sua luz nos comprimentos de onda infravermelho e infravermelho próximo.
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“Acho que estamos na Era de Ouro dos Mãos, onde eles oferecem uma enorme quantidade de possibilidades-eles são o melhor lugar para detectar pequenos planetas do tamanho de terra”, diz Natalie Hinkel, astrofísica planetária da Universidade Estadual da Louisiana, que não é membro da equipe da NIRPS.
A fronteira Mã Manada
Os Nirps podem encontrar planetas através do método Radial Velocity (RV), que procura o pequeno rebocador gravitacional que eles exercem em suas estrelas. Esse rebocador muda tão estranhamente a velocidade da estrela, que por sua vez muda quase indiscernivelmente a cor de sua luz. Quando um planeta em órbita puxa sua estrela mais perto da Terra, a luz da estrela muda levemente para a extremidade azul do espectro em nossos telescópios; Quando o planeta puxa sua estrela, a luz das estrelas muda levemente para a extremidade vermelha. A onda estelar azul-vermelha cíclica que é a assinatura do trailer de um mundo pequeno que orbita e um anão corresponde a uma mudança de velocidade inferior a um metro por segundo. Os Mãos são especialmente adequados para pesquisas de planeta de RV, porque suas massas baixas podem resultar em rebocadores maiores e mais óbvios de qualquer mundo pequeno.
René Doyon, professor da Universidade de Montreal e investigador co-princípio da NIRPs, contextualizou o avanço em um comunicado à imprensa: “Pela primeira vez, podemos chegar a uma precisão de velocidade radial de sub-meter-metro no infravermelho”. Isso significa que os NIRPs podem ver uma estrela distante ampliando o espaço e discernir uma mudança em sua velocidade equivalente à velocidade de um passeio de lazer pelo parque.
NIRPs e outros projetos baseados em RV são espectrógrafos, semelhantes aos prismas associados aos telescópios existentes. Assim como um prisma espalha a luz branca em um arco -íris de cores, um espectrógrafo divide a luz das estrelas em seus comprimentos de onda constituintes, produzindo um espectro de arco -íris. “Impressões digitais” de diferentes átomos e moléculas na atmosfera de uma estrela podem ser impressas em seu espectro e servem como marcas de referência para caçadores de planetas que procuram mudanças de velocidade minúscula.
No mês passado, nos primeiros lançamentos científicos da NIRPS desde o início de suas operações em abril de 2023, os pesquisadores relataram suas observações minuciosas do Red Dwarf Proxima Centauri, a estrela vizinha mais próxima do sistema solar, localizado a apenas 4,2 anos-luz de distância. Nirps ajudou a confirmar a presença de Proxima Centauri B, um planeta de massa da Terra na zona habitável da estrela, onde a água líquida pode existir. Também confirmou outro planeta menor, Proxima Centauri D, que é apenas um terço da massa da Terra. Finalmente, os NIRPs refutaram a existência de outro planeta em potencial que pretendia estar no sistema, Proxima Centauri c.
A zona habitável do sistema Proxima Centauri, com os planetas Proxima B e Proxima D orbitando em torno de sua estrela central.
Gabriel Pérez Díaz (IAC)
Embora duas confirmações – e uma demissão – dos mundos anteriormente reivindicados possam não fazer muitas manchetes, o resultado do NIRPS é um feito notável para o RV e um grande passo à frente para entender a verdadeira natureza do sistema planetário mais próximo ao nosso.
No entanto, o Proxima é um único caso, e instrumentos de RV aprimorados como os NIRPs devem descobrir um tesouro maior e mais rico dos mundos nas proximidades de M Dwarfs. De tais estrelas em nossa própria galáxia, os astrônomos estimam que talvez um em cada cinco planetas portuários em suas zonas habitáveis.
Esse constrangimento de riquezas planetárias significa que os Nirps não podem ficar sozinhos na vanguarda das pesquisas de RV. Grande parte de seu trabalho é aumentada por observações complementares de outro espectrógrafo chamado HARPS (HARPS), que é anexado ao mesmo telescópio que Nirps no Observatório de La Silla, no deserto de Atacama chileno. As harps estão envolvidas em uma busca por planetas desde 2003, embora pareça sob luz óptica em vez de infravermelho próximo, como o Nirps. Juntos, eles podem distinguir planetas reais de falsos positivos causados por explosões, manchas e atividade magnética de uma estrela.
Não é de admirar, então, que a dupla do Nirps-Harps seja o instrumento mais com excesso de inscrições no Observatório de La Silla, com uma “solicitação combinada de 3277 horas” durante um período de observação de sete meses, de acordo com François Bouchy, um professor associado de investigador da Universidade de Genebra e Nirps, co-princípio.
Expandindo o catálogo de exoplanetas
Até agora, seja em infravermelho próximo ou óptico, a técnica RV revelou mais de 1.100 dos quase 6.000 exoplanetas atualmente conhecidos. É o perdendo apenas para o método de detecção de planeta de trânsito, que procura mergulhos na luz de uma estrela, enquanto um planeta em orbita passa na frente dela, como uma silhueta de mariposa circulante contra uma chama. No geral, o método de trânsito produziu quase 4.500 exoplanetas – quase 75 % dos mundos catalogados no arquivo exoplanete da NASA.
Mas, embora os trânsitos agora possam eclipsar o RV como um método de descoberta planetária, o RV ainda é uma ferramenta importante para estudos de acompanhamento. Os Nirps e seus parentes podem ganhar o trigo do palha para milhares e milhares de candidatos planetários encontrados por meio de trânsitos, separando os verdadeiros planetas do inúmer dos inúmeros potenciais falsos positivos que se disfarçam de trânsito. Esses instrumentos de RV da próxima geração também são vitais para revelar detalhes cruciais-o mais importante é que a massa estimada de um planeta-, que os trânsitos normalmente não conseguem resolver.
As medições de massa podem ser críticas para distinguir entre os tipos de planeta de tamanho novo de maneira semelhante, para revelar se são ricos em água, gastos, rochosos ou alguma combinação surpreendente deles.
No entanto, o NIRPS é apenas o mais recente de uma família crescente de encontros de planeta de RV. Ele se uniu a seus empreendimentos exploratórios por outros, como investigações de explore de NN com espectroscopia Doppler (NEID), outro espectrógrafo de infravermelho próximo extremamente preciso patrocinado pela NASA e pela National Science Foundation e operando no Wiyn Telescope de 3,5 metro no Kitt Peak Peak Observatory na ARAZ. Semelhante aos NIRPs, grande parte do trabalho de NEID envolve a validação de possíveis planetas fornecidos por outras instalações; O instrumento confirmou recentemente que os candidatos provenientes da Missão Satélite (TESS) da Pesquisa Expositiva da NASA e da Missão Gaia da Agência Espacial (ESO) da Agência Espacial (ESO).
Neid observa uma faixa mais estreita de comprimento de onda do que os Nirps, embora abranja o alcance da luz visível de azul profundo a infravermelho próximo. Ele pode medir alterações na velocidade de uma estrela que estão a par da velocidade de rastreamento de uma criança, quase 30 centímetros por segundo – embora isso não inclua a faixa mais ampla da Nirps em todo o infravermelho. No entanto, como Doyon explica, “detectar o (sinal de trailer de) em torno do sol” exigiria uma precisão ainda mais nítida de cerca de 10 centímetros por segundo.
Atingir uma precisão tão extrema ainda não é comum, mas um instrumento de trailer existente está chegando perto: Espresso (espectrógrafo Echelle para exoplaneta rochosa e observações espectroscópicas estáveis), que é instalada no telescópio muito grande do ESO (VLT) no chilo, pode obter uma sensibilidade de cerca de 20 centímetros por segundo. Isso é preciso o suficiente para encontrar mundos menores que a Terra, incluindo Barnard B, que orbita a estrela de Barnard, o sistema único mais próximo da Terra. (Proxima Centauri faz parte de um sistema de estrela tripla.)
É improvável que Barnard B seja muito parecido com a Terra: sua órbita é 20 vezes menor que a de Mercúrio, dando um ano de cerca de três dias e uma temperatura estimada em torno de 125 graus Celsius.
Horizontes sobrenatórios
Embora os Nirps possam encontrar mundos em abundância, porque normalmente está observando a estrela anfitriã de um planeta em vez de um planeta, o instrumento não pode procurar sinais diretos de vida alienígena. Mas isso demonstra que a astronomia, como a história, é cíclica. Assim como outros observatórios escolheram candidatos para NIRPs e outros espectrógrafos de trailers para explorar, também esses instrumentos selecionarão metas planetárias promissoras para estudos atmosféricos por instalações poderosas, como o Telescópio Espacial James Webb.
Os NIRPs também identificarão exoplanetas interessantes para observatórios de próxima geração, como o telescópio espacial Roman Roman Roman, da NASA, que podem ser lançados já em 2026, e o próximo telescópio extremamente grande do ESO (ELT), que está sendo construído no cume de Cerro Armazones no CHILE e se tornará o maior telescópio baseado no mundo mais tarde.
Como toda tecnologia revolucionária, os NIRPs já estão inspiradores de sucessores: a saber, um projeto de acompanhamento chamado Andes (espectrografia de Echelle de alta dispersão de Armazones), que está sendo desenvolvida para o ELT com o objetivo de analisar a luz não apenas de estrelas de hospedagem, mas também de alguns planetas potencialmente habitáveis e potencialmente os investigando para biossenhistas. “Andes é Nirps em esteróides”, diz Doyon.
Mais adiante sobre o horizonte cósmico, os planetas captados por Nirps podem ser vasculhados pelo próximopróximo-Projetos de geração, como o Observatório Habitável de Mundos da NASA, que é previsto como o primeiro telescópio espacial de sempre projetado especificamente para responder à pergunta mais premente da ciência: como estamos sozinhos?
