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À medida que a próxima geração de observatórios gigantes e de alta potência começa a ficar online, um novo estudo sugere que seus instrumentos podem oferecer aos cientistas uma oportunidade inigualável de discernir como pode ser o clima em exoplanetas distantes.
Apelidados de telescópios extremamente grandes (ELTs), esses observatórios, que incluem o Extremely Large Telescope (ELT), o Giant Magellan Telescope (GMT) e o Thirty Meter Telescope (TMT), serão alguns dos maiores telescópios terrestres de todos os tempos. construídos, e espera-se que seus instrumentos excedam as capacidades do Telescópio Espacial James Webb.
Os dados coletados com seus poderosos instrumentos permitirão aos astrônomos usar o Doppler Imaging – uma técnica que pode recriar mapas 2D da superfície de um objeto – para fazer medições precisas do magnetismo e da química de alvos ultrafrios ou objetos cósmicos com temperaturas inferiores a 2700 K , como anãs marrons (BDs) ou estrelas de massa muito baixa (VLMs) – e até mesmo alguns exoplanetas.
Além de ajudar a melhorar nossa compreensão de alguns dos objetos mais misteriosos do universo, ter a capacidade de estudar as composições químicas desses objetos de maneira mais precisa também oferece uma visão mais ampla da busca por vida em outros mundos, disse Michael Plummer, principal autor do estudo e estudante de pós-graduação em astronomia na Ohio State University.
“Aprender sobre as atmosferas de outros objetos fora do nosso sistema solar não apenas nos informa como a atmosfera da Terra pode se comportar, mas também permite que os cientistas dimensionem esses conceitos para estudar planetas potencialmente habitáveis”, disse Plummer.
O estudo foi publicado este mês naO Jornal Astrofísico.
O magnetismo é especialmente importante para procurar mundos semelhantes ao nosso, pois os campos magnéticos, especificamente para sistemas estelares menores, são considerados necessários para apoiar e influenciar se um planeta pode suportar a vida em sua superfície.
Para ajudar nessa busca, Plummer e Ji Wang, coautor do estudo e professor assistente de astronomia na Ohio State, desenvolveram anteriormente um código analítico disponível publicamente chamado Imber para simular e inferir a presença de discrepâncias na superfície, como manchas estelares magnéticas, sistemas de nuvens e outros fenômenos atmosféricos, como furacões em objetos distantes.
Neste estudo, eles usaram a técnica para estimar as capacidades científicas de vários instrumentos de ELTs para detectar variações de superfície em seis alvos: a estrela de Trappist-1, um sistema bem estudado de sete planetas a cerca de 40 anos-luz da Terra, dois anãs marrons e três exoplanetas.
Eles usaram sua técnica para investigar as habilidades dos seguintes instrumentos: o GMT’s Consortium Large Earth Finder (GMT/GCLEF), o Mid-Infrared ELT Imager and Spectrograph (ELT/METIS) do ELT e o TMT’s Multi-Objective Diffraction-limited High- Espectrógrafo infravermelho de resolução (MODHIS).
Os pesquisadores descobriram que, embora discernir manchas estelares em Trappist-1 fosse um desafio para todos os três instrumentos devido à sua inclinação lateral – ou sua órbita em paralelo com o resto do céu – o ELT e o TMT poderiam fazer observações de alta resolução do anãs marrons e exoplanetas em uma única rotação.
Por outro lado, os instrumentos do GMT exigiam várias rodadas de observações para determinar a presença de irregularidades na superfície dos exoplanetas escolhidos para o estudo. No geral, o estudo mostra que sua técnica pode fornecer uma estimativa precisa das habilidades futuras dos ELTs e ajudar a determinar se vale a pena investigar alvos futuros em uma escala maior.
Plummer também disse que sua técnica atraiu o interesse de cientistas que procuram identificar ou confirmar corpos planetários encontrados usando o método de velocidade radial – uma maneira de encontrar exoplanetas estudando o leve efeito gravitacional que um objeto tem na estrela que orbita. Em essência, sua pesquisa é o primeiro passo para ajudar os cientistas a usar os futuros instrumentos astronômicos com o melhor de suas habilidades.
“Quanto mais aprendemos sobre outros planetas semelhantes à Terra, mais essas descobertas devem informar a própria ciência da Terra”, disse Plummer. “Nosso trabalho é particularmente adequado para ajudar a fazer essas observações do mundo real”.
O estudo foi apoiado pela National Science Foundation.
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