Observatório Vaticano, em busca de novos mundos com o telescópio vaticano

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Astrônomos do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) e do Observatório Vaticano (SP) colaboraram para realizar uma investigação espectroscópica sobre mais de mil estrelas brilhantes suspeitas de abrigar exoplanetas próprios. A "equipe" - composta pelos astrônomos do SP padre Paul Gabor, S.J., padre David Brown, S.J., e padre Chris Corbally, S.J., e pelo engenheiro do SP Michael Franz - apresenta agora os valores precisos de 54 parâmetros espectroscópicos para cada estrela no primeiro de uma série de artigos da revista Astronomia & Astrofísica e torna todos os dados públicos para a comunidade científica. Este número sem precedentes de parâmetros será essencial para interpretar a luz estelar e encontrar conexões entre as propriedades das estrelas e seus possíveis planetas, explica uma declaração do Observatório Vaticano.

Luz

As estrelas contam histórias sobre si mesmas e, às vezes, sobre seus planetas ainda não descobertos. Sua linguagem é a luz. A luz estelar revela muitas propriedades físicas de uma estrela, tais como temperatura, pressão, movimento, composição química e muito mais. Os pesquisadores analisam a luz usando um método chamado espectroscopia de absorção quantitativa. Para isso, os telescópios capturam a luz estelar e os espectrógrafos a decompõem por comprimento de onda em um espectro semelhante ao arco-íris, que representa a impressão digital da luz da estrela. Quando os astrônomos conhecem estes parâmetros com precisão, podem usá-los para testar seus modelos teóricos de estrelas. Muitas vezes acontece que os modelos têm lacunas ou que as observações de espectros estelares ainda são muito imprecisas. Mas às vezes isso revela que uma estrela tem uma história surpreendente para os astrônomos. Foi isso que levou a "equipe" a conduzir uma investigação ultra-precisa de possíveis estrelas que hospedam planetas.

Investigações

"Uma vez que as estrelas e seus planetas se formam juntos, foi levantada a questão se a existência de certos elementos químicos em uma atmosfera estelar, ou suas proporções isotópicas ou de abundância, são indicativos de um sistema planetário", explica o Professor Klaus G. Strassmeier, autor principal, diretor do AIP e pesquisador principal da investigação. Os astrônomos têm especulado que a quantidade de diferentes elementos químicos dentro de uma estrela pode indicar a presença de planetas terrestres (mundos rochosos como a Terra ou Marte), pode sugerir a idade de tais planetas e pode até fornecer pistas sobre se a estrela "comeu" alguns de seus planetas. Isto precisa ser investigado mais profundamente, e os dados agora publicados formam a base para isto.

Dos mais de 5 mil exoplanetas confirmados (planetas que orbitam estrelas diferentes do Sol), 75% foram descobertos do espaço através da observação da luz das estrelas que são diminuídas à medida que os planetas passam diante delas. A missão do satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA descobriu os exoplanetas exatamente desta forma. Ele detectou mais exoplanetas observando as partes do céu mais distantes do eclíptico (o plano no qual a Terra orbita em torno do Sol), chamado de pólos eclípticos. Os observadores no hemisfério norte são capazes de observar o pólo norte do eclíptico e esta busca por potenciais estrelas que hospedam planetas dentro desta região é chamada de busca do Pólo Eclíptico Norte do Vaticano-Potsdam (VNEP).

A investigação concentrou-se no campo de observação mais rico do TESS, uma área do céu cerca de 4 mil vezes maior do que a lua cheia. Foram analisadas todas as aproximadamente 1.100 estrelas que potencialmente hospedam um planeta neste campo. Foram necessárias até 1,5 horas de telescópio para capturar luz suficiente para obter um único espectro de alta qualidade. Com várias observações para cada estrela, levou cinco anos para completar a pesquisa. A investigação utilizou telescópios em dois locais: no Arizona, o "Alice P. Lennon" do SP e a instalação astrofísica "Thomas. J. Bannan" (Telescópio de Tecnologia Avançada do Vaticano ou VATT) forneceram luz para o Instrumento Polarimétrico e Espectroscópico "Potsdam Echelle (PEPSI) do AIP. Estes instrumentos geraram os espectros das menores estrelas com precisão sem precedentes.

"Compreender" a criação

Em Tenerife, o Observatório STELLA do AIP (Atividade StellTELLar) usou o espectrógrafo Echelle STELLA para capturar a luz de estrelas gigantes com uma precisão menor, mas ainda alta. Martina Baratella, uma das pesquisadoras pós-doutoradas do AIP envolvidas na investigação, comenta: "Os espectros revelaram elementos que estão entre os mais difíceis de serem observados". Razões de abundância como carbono/ferro ou magnésio/oxigênio sugerem a existência e a idade de planetas rochosos desconhecidos de outra forma. O Prof. Strassmeier acrescenta: "Embora demore algum tempo para analisar completamente os dados da pesquisa, esperamos anunciar novas descobertas em breve". Padre Gabor observa: "Auguste Comte, o fundador do positivismo francês, uma vez escreveu que nunca saberíamos de que são feitas as estrelas. Mal sabia ele que a luz das estrelas trazia consigo as ‘impressões digitais’ que poderiam nos dizer muito sobre as estrelas. A criação parece ter sido feita para nos permitir compreendê-la, um paralelo ao que a revelação bíblica nos diz sobre como Deus quer ser conhecido".

As principais áreas de pesquisa do AIP são os campos magnéticos cósmicos e a astrofísica extragaláctica. Uma parte considerável dos esforços do instituto é dedicada ao desenvolvimento de tecnologias de pesquisa nos campos da espectroscopia, telescópios robóticos e 'e-science'. O AIP é o sucessor do Observatório de Berlim, fundado em 1700, e do Observatório Astrofísico de Potsdam, fundado em 1874. Este último foi o primeiro observatório no mundo a enfatizar explicitamente a área de pesquisa da astrofísica.