Missão de telescópio espacial infravermelho poderia detectar exoluas e “exoeclipses”. Variação de brilho de exoplanetas será novo método para detecção de outros corpos em seus sistemas.
Em um artigo recente, cientistas propuseram usar um telescópio espacial para observar eclipses, trânsitos e ocultações em outros sistemas estelares. O artigo “Exoluas e Exoanéis com o Habitable Worlds Explorer I: Sobre a Detecção de Sombras e Eclipses Análogas a Terra-Lua” foi escrito por cientistas da Universidade de Michigan, em parceria com o Laboratório de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins, e o Departamento de Física e o Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).
O Observatório de Mundos Habitáveis (Habitable Worlds Explorer, HWO) é uma proposta de telescópio espacial derivada do conceito do LUVOIR-B (Large Ultraviolet, Optical and Infrared explorer) destacada na Pesquisa Decadal Astro2020 para astronomia a partir do espaço. Ele operaria a partir do ponto de Lagrange L2 entre o Sol e a Terra (lar dos telescópios Euclid e do James Webb) e seria lançad em um SLS ou Falcon Heavy em meados da década de 2030. O HWO empregaria um “escudo” que cobriria a luz de estrelas e permitiria a observação direta de seus exoplanetas.
O que é realmente atraente é a ideia de ver grandes luas orbitando esses exoplanetas. Até o momento, as alegações de detecções de exoluas, como Kepler-1625b e -1708b, permaneceram ilusórias. Porém, se essas luas orbitam ao longo de seus planos eclípticos, veríamos quedas de brilho quando passassem para a sombra do planeta e, em seguida, lançassem suas sombras de volta para o planeta principal.
Em nosso próprio Sistema solar, vemos isso acontecendo com Júpiter, por exemplo. Para observadores externos, a Terra e a Lua também passam por eventos semelhantes duas vezes por ano.
E já temos uma noção de como um “exoeclipse” ou evento de trânsito pode se parecer à distância. Em 2008, a NASA reaproveitou a espaçonave Deep Impact para as missões EPOXI: Investigação Extendida da Deep Impact (Deep Impact Extended Investigation, DIXI) e Observação e Caracterização de Planetas Extrassolares (Extrasolar Planet Observation and Characterization, EPOCh). Observando o sistema Terra-Lua, a EPOXI viu uma série de trânsitos. Esses trânsitos dão aos pesquisadores uma ideia de como seria um evento como esse.
“É provável que o HWO consiga detectar exoluas usando uma variedade de métodos de detecção, ao contrário dos observatórios existentes”, disse Mary Anne Limbach, da Univ. de Michigan, principal autora do estudo, ao Universe Today. “Em um sistema em que detectamos uma exolua através de um exoeclipse, talvez possamos observar outras assinaturas, como a luz da lua dentro do espectro de luz refletida combinada da lua e do planeta.”
“A principal missão do HWO é procurar assinaturas de vida em planetas que orbitam outras estrelas. Para isso, o HWO precisará observar muitos sistemas estelares próximos, às vezes por vários dias seguidos”, disse. “Durante essas observações, o HWO medirá a luz refletida dos planetas diretamente fotografados no sistema. Se um exoeclipse (ou trânsito) ocorrer durante esse período, observaremos significativamente menos luz do planeta durante o eclipse (até cerca de 30% menos para um análogo Terra-Lua, dependendo da fase orbital).”
O Observatório de Mundos Habitáveis trabalharia no infravermelho próximo, uma faixa em que grandes luas podem ofuscar seus mundos hospedeiros. Com um sistema análogo Terra-Lua, espera-se que o HWO veja de 2 a 20 eventos mútuos a uma distância de até 10 parsecs (aprox. 32,62 anos-luz). Eventos de gigantes gasosos podem ser detectados a até 20 parsecs (65,23 al.).
“O próximo aspecto que estamos investigando é a detectabilidade espectroscópica de luas ‘semelhantes à Terra’ orbitando planetas gigantes gasosos na zona habitável”, diz Limbach. “Embora essas luas tenham sido frequentemente retratadas na cultura popular (por exemplo, Endor e Pandora), o HWO pode ser o primeiro observatório capaz de detectá-las e caracterizá-las, caso existam.”
“Como vários métodos de detecção de exoluas estarão disponíveis para o HWO e prevemos que eles facilitarão a detecção de exoluas, o HWO pode ser capaz de revelar informações gerais sobre exoluas como uma população, como a frequência ou raridade de grandes luas em torno de planetas semelhantes à Terra ou as circunstâncias físicas sob as quais as exoluas são prontamente encontradas”, disse Jacob Lustig-Yager, da Universidade de Washington. “Se o HWO for capaz de detectar muitas exoluas, isso poderá abrir a porta para esses estudos populacionais no futuro.”
A detecção de exoplanetas por exoeclipses representará o limite máximo do que até mesmo o Observatório de Mundos Habitáveis é capaz de fazer. Esse método também terá de lidar com sinais falsos, que incluem possíveis “exoanéis” e até variabilidade climática e rotação que alteram o albedo ou o brilho geral exoplaneta.
Por outro lado, os pesquisadores observam que os sistemas mais jovens devem produzir mais eventos mútuos. Como exemplo, temos o próprio sistema Terra-Lua: no início de sua história, a Lua estava muito mais próxima da Terra e teria se destacado muito no céu, produzindo muitos eclipses e grande variação do brilho da Terra para observadores externos.
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