Planetas Extra-solares: Perspectivas Futuras


Dada a relevância das suas conclusões para a nossa compreensão da formação de planetas e do próprio Sistema Solar e o impacto mediático do tema (o que facilita bastante a obtenção de financiamento), não é de estranhar a grande quantidade de projectos dedicada ao estudo e detecção de planetas extra-solares.

Na página http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/searches.php são apresentados os cerca de 80 programas de busca e estudo de planetas extra-solares, tanto decorrendo actualmente como projectados para os próximos 20-30 anos.

O método das velocidades radiais, dado o seu sucesso, concentra o esforço de várias equipas de astrónomos. A grande maioria dos planetas extra-solares foi descoberta por este método, que apresenta maior eficiência na detecção de planetas de massa elevada em órbitas próximas da estrela-mãe. O desenvolvimento tecnológico e o empenho dos cientistas fez com que os detectores atingissem a impressionante precisão de 1 m/s. O mais avançado espectrógrafo (aparelho utilizado para separar e preparar para analise um espectro ao longo da gama de comprimentos de onda que o constitui) é o HARPS - High Accuracy Radial velocity Planet Searcher - apresentando uma estabilidade e uma razão entre o sinal e o ruído (S/N) sem precedentes.

Grandes progressos têm sido realizado em outros métodos de detecção e há uma enorme expectativa em torno de programas bastante ambiciosos que, a serem bem sucedidos, aumentarão drasticamente o nosso conhecimento neste tema.


Telescópio de 3.6 m existente no Observatório de La Silla, no Chile, onde se encontra instalado o detector HARPS.
Em relação a detecção de planetas por trânsitos e microlentes gravitacionais temos actualmente em funcionamento dois projectos bem sucedidos: o OGLE e o TrES. O mais ambicioso projecto de detecção de planetas por este processo é o MPF (Microlensing Planet Finder) da NASA. O seu objectivo consiste em monitorizar cerca de 108 estrelas do bojo galáctico através da utilização de um telescópio espacial de 1,2 m. Espera-se um elevado número de detecções sendo a sensibilidade conjunta do método/aparelho tal que será possível a identificação de planetas com massas semelhantes às da Terra e planetas gigantes que orbitem até a 20 UA de uma estrela (embora seja mais eficiente para separações orbitais de 0,7-10 UA).

Quanto aos lançamentos de satélites, o estudo de trânsitos é um dos que mais esforços da comunidade concentrará, a curto prazo. Os principais programas previstos são o COROT, e o Kepler. O COROT é uma colaboração Franco-Europeia-ESA que combina o estudo de trânsitos planetários com astro-sismologia. É constituído por um telescópio de 27 cm e o seu lançamento está previsto para Junho de 2006.

Kepler é uma missão da NASA que procurará realizar a detecção de planetas, pelo método dos trânsitos, através da monitorização de 105 estrelas de sequência principal mais brilhantes que magnitude 14. Terá um papel fundamental na preparação de programas futuros como o Darwin e o TPF (Terrestrial Planet Finder) ao permitir identificar as características comuns das estrelas-mãe e definir o volume de espaço necessário para a procura.

Apesar de não terem sido construídos especificamente para este propósito o Telescópio Espacial Hubble e o satélite canadiano MOST já proporcionaram resultados bastante positivos no campo.

Estão também em desenvolvimento dois satélites astrométricos em relação aos quais existem bastantes expectativas: o projecto GAIA da ESA e o SIM da NASA.

O satélite GAIA, com lançamento previsto para 2011, foi concebido para detectar planetas com período compreendido entre 0,2 e 12 anos e massas comparáveis à de Júpiter. Espera-se que realize 10 000 a 20 000 detecções até 150-200 parsecs de distância nos 5 anos que durará a missão.

O projecto SIM é uma missão da NASA, que se pensa que irá atingir uma precisão da ordem do micro-segundo de arco através do uso de interferometria. Não é possível fazer estimativas muito exactas acerca da quantidade de planetas que esta missão poderá descobrir mas o facto de proporcionar à NASA muita informação prática útil faz dela um excelente predecessor do TPF.

A longo prazo (a por em prática nunca antes de 2015) temos 2 programas que procurarão planetas extra-solares e analisarão a sua atmosfera em busca de vestígios de vida. Mais uma vez um dos programas é da responsabilidade da ESA, o programa DARWIN, baseado em interferometria, enquanto que os americanos planeiam construir um coronógrafo a operar no visível que marcará o início do programa TPF - Terrestrial Planet Finder.

A nova geração de grandes telescópios, embora não seja dedicada ao estudo de planetas extra-solares, possui características específicas desenvolvidas tendo em vista a detecção de novos mundos.

O JWST (James Webb Space Telescope) é uma colaboração entre a NASA, a ESA e o CSA e será o sucessor do Hubble, estando o seu lançamento marcado para 2011. É um telescópio com um espelho primário segmentado que apresentará uma abertura efectiva de 6,5 m. Terá uma performance excepcional, apenas limitada por difracção. A origem e evolução dos sistemas planetários é um dos cinco temas e objectivos científicos principais deste telescópio.

A construção do OWL (Overwhelmingly Large Telescope), de 100 m de diâmetro, está a ser estudada pelo ESO, como conceito de ELT, Extremely Large Telescope. A sua resolução de um milisegundo de arco no visível (uma melhoria de um factor de 40 em relação ao HST) e a enorme capacidade de colecção de fotões faz do OWL/ELT um instrumento ideal para a detecção de planetas.

O Estudo de Planetas Extra-solares pulula com actividade e a cada dia que passa são maiores os esforços a serem conjugados neste campo. Cada vez maiores telescópios são usados para a detecção de planetas, aumentando drasticamente o número de estrelas para as quais o estudo é viável. Foram desenvolvidos vários métodos de detecção que, a serem usados em conjunto, nos podem dar uma boa ideia da riqueza da nossa Galáxia em planetas e desvendar os mistérios por trás da sua formação. A diferente proveniência dos dados faz com que possam ser conjugados proporcionando uma análise estatística cada vez mais útil, mais isenta do enviesamento de informação característico de um método ou detector específicos. A utilização conjunta dos diferentes meios de detecção não proporciona informação redundante pois tanto os seu domínios de actividade como os parâmetros do sistema planetário que nos fornecem podem ser bastante diferentes. Na realidade, até é um facto algo infeliz que alguns planetas não possam ser detectados por mais do que uma maneira, não podendo assim a sua presença ser confirmada por diferentes abordagens.

Nos próximos 15-20 anos de investigação alcançar-se-ão objectivos como a detecção da luz reflectida pelos planetas (proveniente da sua estrela-mãe) ou até mesmo a sua observação directa. Começaremos a perceber a composição das suas atmosferas e o seu dinamismo.

Em breve encontraremos planetas com características semelhantes às da Terra, de entre as quais uma das mais importantes é o facto de se encontrar na chamada ''zona de habitabilidade''. Esta é gama de distâncias da estrela-mãe para a qual é possível a existência de água no estado líquido na superfície do planeta. Naturalmente, é uma das mais importantes condições necessárias para a formação de vida. Estaremos então preparados para o que as nossas missões espaciais podem descobrir?