Atualmente, dois dos tópicos mais interessantes e interessantes do espaço e da astronomia são: 1.) exoplanetas - planetas orbitando outras estrelas - e 2.) matéria escura - coisas desconhecidas que aparentemente constituem uma parte considerável do nosso universo. Atualmente, existe uma espaçonave em desenvolvimento que pode ajudar a responder nossas perguntas sobre a existência de outros planetas semelhantes à Terra por aí, além de fornecer pistas sobre a natureza da matéria escura. A sonda é chamada SIM - a Missão de Interferometria Espacial. "Procuraremos outras Terras ao redor de outras estrelas", disse Stephen Edberg, cientista do sistema da missão, "e, ao fazer medições precisas de massa de galáxias, deveremos medir a matéria escura também".
Ouça o Podcast “365 Dias de Astronomia” de 20 de janeiro de 2009 e minha entrevista com Steve Edberg e / ou leia mais sobre a missão SIM Lite abaixo!
O conceito para esta missão existe há algum tempo, e o conceito mudou com o tempo, com o telescópio passando por diferentes encarnações. Atualmente, a missão está sendo chamada SIM Lite, pois a própria espaçonave ficou menor, no entanto, os espelhos do interferômetro ficaram maiores.
Enquanto a interferometria nos comprimentos de onda do rádio é realizada há mais de 50 anos, a interferometria óptica apenas amadureceu recentemente. A interferometria óptica combina a luz de vários telescópios para funcionar como um único telescópio muito maior. O SIM Lite terá dois sensores de interferômetro estelar de comprimento de onda visível - bem como outros detectores avançados, que trabalharão juntos para criar um telescópio extremamente sensível, orbitando fora da atmosfera da Terra.
"Estes são instrumentos que podem medir posições no céu com uma precisão quase inacreditável", disse Edberg. “Visualize Buzz Aldrin em pé na lua. Finja que ele está segurando um níquel entre o polegar e o indicador. O SIM pode medir a espessura desse níquel, como pode ser visto por alguém na superfície da Terra. Esse é um micro arco segundo, uma fração muito pequena do céu. ” Assista a um vídeo mostrando isso - (é necessário o Quicktime)
Tendo a capacidade de fazer medições assim com o SIM, será possível inferir a presença de planetas a cerca de 30 anos-luz da Terra, e esses planetas podem ter massa tão pequena e baixa quanto a Terra. A partir de agora, a equipe do SIM antecipa estudar entre 65 e 100 estrelas em uma missão de cinco anos, procurando análogos da Terra, planetas aproximadamente a mesma massa que a Terra orbitando suas estrelas na zona habitável, onde poderia existir água líquida.
Assim, por exemplo, o SIM Lite seria capaz de detectar um planeta habitável em torno da estrela 40 Eridani A, a 16 anos-luz de distância, conhecida pelos fãs da série de televisão “Star Trek” como o local do planeta natal de Spock, Vulcan. . Veja um filme representando essa possível detecção - (é necessário o QuickTime).
O SIM não detectará um planeta diretamente, mas detectando o movimento que ele causa na estrela-mãe. "Essa é uma tarefa difícil, não há dúvida", disse Edberg, "mas fica complicada, com base no que vemos com nosso próprio sistema solar e no que vimos em outros sistemas planetários. Sabemos que existem outros sistemas por aí que têm mais de um planeta. Vários planetas podem confundir as medições. ”
Mas o SIM deve ser capaz de detectar planetas de tamanhos diferentes orbitando outras estrelas. O SIM Lite passou recentemente por um estudo duplo-cego, conduzido por quatro equipes separadas, que confirmaram que a tecnologia do SIM permitirá a detecção de planetas de massa terrestre entre sistemas de vários planetas, tendo a capacidade de medir a massa de planetas de tamanhos diferentes, até o mínimo possível. Massa terrestre.
“Com algumas exceções, todos os planetas que conhecemos foram detectados usando um método chamado velocidade radial”, disse Edberg, “onde observamos o movimento periódico da estrela vindo em nossa direção e se afastando de nós regularmente. Mas quando você faz medições assim, quando não tem outras informações, não conhece a orientação da órbita dos planetas em relação à estrela ou a massa da estrela ou do planeta. "
Com as estrelas mais quentes, a velocidade radial não pode ser usada para procurar planetas. Mas o SIM Lite poderá ver as estrelas claramente ao longo do diagrama, das estrelas mais legais às mais quentes.
"Até agora, não encontramos outros planetas do tamanho da Terra", disse Edberg. (Veja nosso artigo de 19/1/2009 sobre um planeta que pode ser 1,4 vezes a massa da Terra.) "Então, encontrar análogos da Terra em torno de estrelas como o sol é realmente o grande objetivo".
"É um grande ponto de interrogação nos outros planetas que conhecemos agora - acredito que conhecemos apenas cerca de 10% das massas de planetas extra-solares", disse Edberg.
Um segundo programa de busca no planeta, chamado de "pesquisa ampla", analisará cerca de 2.000 estrelas em nossa galáxia para determinar os planetas de prevalência do tamanho de Netuno e maiores.
O SIM também será usado para medir o tamanho das estrelas, bem como a distância das estrelas, e poderá fazê-lo várias centenas de vezes com mais precisão do que o anteriormente possível. O SIM Lite também mede o movimento de galáxias próximas, na maioria dos casos, pela primeira vez. Essas medições ajudarão a fornecer as primeiras medições de massa total de galáxias individuais. Tudo isso permitirá aos cientistas estimar a distribuição da matéria escura em nossa própria galáxia e no universo.
"A matéria escura é conhecida por seus efeitos gravitacionais", disse Edberg. "Parece não interagir com a matéria normal como a conhecemos. Para obter mais pistas, queremos saber onde está. ”
O SIM medirá em duas escalas diferentes. Um deles está dentro da Via Láctea, fazendo medições de estrelas e aglomerados globulares e medindo estrelas que foram arrancadas de galáxias menores que orbitam a Via Láctea.
"Podemos fazer o modelo de massa de nossa galáxia e descobrir onde está essa massa, incluindo o que deve ser muita matéria escura", disse Edberg. “Quando fazemos medições de como nossa galáxia gira, você descobre que ela gira como um sólido. Em vez de ser Keplerian, onde você pensa em Mercúrio girando ao redor do Sol mais rapidamente que Plutão, de todo o caminho dentro da galáxia o mais próximo possível do centro, além da distância do Sol, a Via Láctea gira como se fosse um sólido corpo. Não é um corpo sólido, mas isso significa que deve ter uma densidade constante durante todo o tempo e isso significa que há muito mais matéria do que podemos ver. "
"Outra coisa que gostaríamos de saber é a concentração de matéria escura em aglomerados de galáxias", continuou Edberg. “A Via Láctea faz parte do Grupo Local de galáxias, e o SIM tem a capacidade de medir estrelas dentro das galáxias individuais, que por sua vez podem ser modeladas para nos dizer onde a matéria escura está dentro do Grupo Local. Isso é de ponta. Este é um dos grandes mistérios agora em astrofísica e cosmologia. ”
Planetas solares extras e energia escura podem parecer duas coisas completamente diferentes para uma sonda estar procurando, mas Edberg disse que este é um exemplo de como tudo está ligado.
"Para obter massas planetárias, precisamos conhecer as massas das estrelas-mãe", disse ele. “O SIM fará medições de estrelas, principalmente estrelas binárias, e determinará as massas de estrelas para uma ampla variedade de tipos de estrelas, além de poder estimar o tamanho dos planetas que estão causando o movimento reflexo. Para fazer as medições, e como as estrelas com planetas serão espalhadas pelo céu, precisamos ter uma grade de estrelas que sejam os pontos fixos para nos dar latitude e longitude, por assim dizer. Se você sabe exatamente onde St. Louis e Los Angeles estão, é muito mais fácil triangular onde estão as coisas entre eles. Precisamos fazer isso em todo o céu e, para isso, amarramos as estrelas, e o SIM pode fazer isso. Essas são perguntas fundamentais para as quais não sabemos as respostas, mas o SIM nos ajudará a encontrar as respostas. "
Então, o SIM Lite estará pesquisando de dentro do nosso bairro até a borda do universo.
Qual é o status desta futura nave espacial?
"Estamos em espera agora", disse Edberg. “Recentemente, passamos no teste de dupla ocultação para mostrar que o SIM pode encontrar planetas semelhantes à Terra em sistemas que possuem vários planetas. O SIM também está passando por uma revisão decadal para afirmar que a comunidade científica astronômica precisa ter uma missão como o SIM para fortalecer enormemente as fundações. ”
Está sendo feito um trabalho técnico para preparar a construção dos instrumentos reais, mas devido a razões orçamentárias, a NASA ainda não definiu uma data de lançamento. "Acreditamos que poderemos estar prontos para lançar em 2015 assim que recebermos o aval da NASA", disse Edberg, "e o andamento depende da revisão decadal, e os relatórios devem ser publicados em cerca de um ano."
O SIM Lite forneceria uma capacidade de medição totalmente nova em astronomia. Suas descobertas provavelmente permanecerão firmes por conta própria, complementando as capacidades de nossos atuais e de outros observatórios espaciais futuros planejados.
Para mais informações sobre o SIM, consulte o site da missão.
