Por Lauren Hinkel, Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Com um novo telescópio situado em um planalto cênico em Tenerife, na Espanha, os cientistas planetários do MIT agora têm uma maneira adicional de procurar por exoplanetas do tamanho da Terra. O Artemis, o primeiro telescópio terrestre do SPECULOOS Northern Observatory (SNO), une-se a uma rede de telescópios robóticos de um metro de altura, como parte do projeto SPECULOOS (Busca por Planetas Habitáveis, EClipsing ULtraCool Stars), liderado por Michael Gillon, da Universidade de Liège, na Bélgica, e realizado em colaboração com o MIT e várias outras instituições e patrocinadores financeiros. O Artemis é o produto mais recente de uma colaboração com o Departamento de Ciências Terrestres, Atmosféricas e Planetárias (EAPS) do MIT. Os outros telescópios de rede que compõem o Observatório do Sul SPECULOOS – chamados Io, Europa, Ganimedes e Calisto como as quatro luas galileanas de Júpiter – estão funcionando no Observatório do Paranal, no Chile, explorando ativamente os céus para exoplanetas no Hemisfério Sul. .
Juntos, esses telescópios SPECULOOS irão procurar por planetas terrestres circulando estrelas muito fracas, próximas, chamadas de anãs ultra-frias, e o novo telescópio Artemis permitirá ao grupo de pesquisa expandir a busca pelos céus do Hemisfério Norte. Artemis foi revelado hoje em um evento de inauguração com a participação de cientistas e dignitários do MIT, da Universidade de Liège, e do Instituto de Astrofísica de Canárias (IAC) em Tenerife. Artemis foi financiado pelos doadores do MIT Peter A. Gilman, da Heising-Simons Foundation, e Colin e Leslie Masson, com apoio adicional do Ministério do Ensino Superior da Federação Wallonie-Bruxelles e da Fundação Balzan.
Antes de os telescópios SPECULOOS serem concebidos, os pesquisadores já haviam estabelecido a prova de conceito para essa técnica com um projeto usando um pequeno telescópio terrestre localizado em La Silla, Chile, conhecido como TRAPPIST (TRANPIST PLETS e PLATETESIALS Small Telescope). Com o telescópio TRAPPIST, os pesquisadores analisaram uma amostra limitada de 50 estrelas-alvo e descobriram o sistema TRAPPIST-1, que consiste em sete planetas terrestres que orbitam sua estrela ultramãnã. Até o momento, esses são os únicos planetas conhecidos próximos, do tamanho da Terra, temperados e receptivos para futura caracterização atmosférica, destacando-os dos achados anteriores de exoplanetas. O grupo SPECULOOS está se baseando neste projeto anterior com sua nova rede de telescópios para escanear mais do céu em exoplanetas similares ao tamanho da Terra e fornecer mais alvos que podem ser avaliados quanto à habitabilidade e possíveis sinais de vida no futuro.
Julien de Wit é professor assistente da EAPS, colaborador da SPECULOOS, investigador principal da Artemis e investigador principal da SNO com Gillon. Como pós-doc no grupo da professora do MIT, Sara Seager, ele trabalhou com Gillon e a equipe do TRAPPIST para identificar e caracterizar o sistema TRAPPIST-1. Mais tarde, ele liderou a expansão do empreendimento SPECULOOS no Hemisfério Norte. A EAPS conversou recentemente com de Wit sobre as capacidades da Artemis e o que podemos esperar encontrar com o projeto SPECULOOS.
Crédito: Instituto de Tecnologia de Massachusetts
P: Conte-nos sobre o novo telescópio Artemis. Por que isso é particularmente excitante?
R: O primeiro telescópio do Observatório do Norte SPECULOOS é chamado Artemis, construído e de propriedade do MIT, depois da deusa grega da caça, do deserto, da lua, que parecia apropriado, pois estamos à procura de planetas e sinais de vida.
Artemis está localizado na ilha espanhola de Canárias, Tenerife, a cerca de 150 milhas da costa de Marrocos. O SNO é construído dentro do Observatório Teide, que é um observatório astronômico do vulcão Teide, a 2.400 metros acima do nível do mar e operado pelo Insituto de Astrofisica de Canarias. A localização, que abriga um dos primeiros grandes observatórios internacionais, possui excelentes condições astronômicas para visualização.
Quanto ao próprio telescópio, ele mede cerca de 4 metros de altura, com uma qualidade óptica de menos de 0,8 segundo e um campo de visão, 12 arcmin por 12 arcmin. Artemis, que foi construído pela empresa alemã ASTELCO, tem uma montagem de robô, e seus detectores são muito sensíveis aos comprimentos de onda do infravermelho próximo que encontramos emanando dessas estrelas anãs ultra-cool. Nós estaremos operando remotamente do MIT ou de qualquer outro instituto colaborador.
Com o TRAPPIST, demonstramos uma prova de conceito – confirmando que as estrelas anãs ultra-frescas têm a capacidade de hospedar planetas – e estão investigando as atmosferas desses planetas TRAPPIST-1 com o Telescópio Espacial Hubble. Até o momento, não há outros planetas temperados do tamanho da Terra que seriam alvos tão precisos para o estudo atmosférico. Isso justificou a ampliação total com o projeto SPECULOOS.
Telescópios como esse fornecem duas importantes vantagens observacionais. Primeiro, devido a proporções similares de áreas planeta a estrela, o sinal que obteremos de um planeta do tamanho da Terra em trânsito em uma estrela anã ultra-fria será semelhante a um planeta do tamanho de Júpiter cruzando em frente a uma estrela parecida com o Sol. . Dois, a proximidade de sua zona habitável, devido ao seu pequeno tamanho e temperatura, significa que os planetas habitáveis ??terão pequenas periodicidades de trânsito, semelhantes aos gigantes gasosos, que estão em órbita próxima de estrelas do tipo solar. Isso significa que cada estrela exigirá menos tempo de monitoramento, e que a busca de trânsito visando as cerca de 1.200 estrelas ultra-frias mais próximas poderia ser feita em cerca de 10 anos com quatro telescópios varrendo cada hemisfério.
P: Qual é o objetivo da Artemis e quantos exoplanetas você estima que podem ser avaliados pelo novo SPECULOOS Northern Observatory?
R: Durante cada noite, estaremos reunindo fotos de uma seção específica do céu, focadas em nossas estrelas-alvo, a fim de procurar uma característica de queda de brilho de um trânsito planetário.
O objetivo do telescópio Artemis é olhar para as cerca de 800 estrelas anãs super-frias mais próximas localizadas nos céus do norte (e uma porção do céu do sul) para encontrar planetas do tamanho da Terra que podem ter um clima temperado caracterização profunda com a próxima geração de observatórios, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e os Telescópios Extremamente Grandes. Eles poderão nos informar mais sobre sua atmosfera, clima e quais moléculas podem estar presentes neles. Esperamos com confiança identificar cerca de 15 planetas temperados com a rede SPECULOOS, e fazê-lo em um cronograma relevante, que permitirá que suas atmosferas sejam estudadas com o JWST, que deverá ser lançado em 2021 e durar 10 anos.
Além disso, expandiremos o escopo de trabalho da Artemis. Planejamos fazer um acompanhamento de alguns dos mais complicados candidatos a planetas (planetas terrestres ao redor de pequenos M-anões) identificados pela missão NASA TISS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) do MIT, já que a Artemis tem 100 vezes mais áreas de observação. Também poderemos estudar asteroides, cometas e outros objetos, como observações da ocultação de Quaoar, com outros cientistas do MIT e fora do Instituto.
P: Você mencionou que Artemis é o primeiro telescópio do Observatório do Norte SPECULOOS. Isso significa que mais telescópios podem ser adicionados à rede SPECULOOS no futuro?
R: Sim, esperamos construir o SPECULOOS Northern Observatory e adicionar telescópios para acompanhar Artemis. De fato, nós já construímos uma plataforma adicional pronta para hospedar um gêmeo para a Artemis, assim que encontrarmos financiamento adicional. Nosso acordo com o Teide Observatory reserva espaço para acomodar até três telescópios adicionais. Fazer isso nos permitirá estudar minuciosamente todas as estrelas anãs super-frescas e completar a pesquisa do hemisfério norte a tempo de realizar a caracterização atmosférica de seus planetas em trânsito com o JWST.
Com a SPECULOOS, estamos dando a nossa melhor chance de permitir a identificação de habitats além da Terra na próxima década. Nossa equipe está ansiosa para compartilhar a “primeira luz” com nossos doadores e com o público, e é um privilégio para o MIT trabalhar com nossos parceiros internacionais neste emocionante empreendimento.
Publicado em 22/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-speculoos-telescopes-red-worlds-northern.html
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