Um pequeno telescópio que desperta grandes esperanças. "Cheops", fabricado pela Suíça e lançado no espaço em dezembro de 2019, tem como objetivo examinar de perto os planetas mais próximos da Terra e saber se existe vida fora do planeta.
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Depois de iniciar a carreira na imprensa regional (jornal e rádio) na Suíça francófona, entrei para a Rádio Suíça Internacional (RSI) em 2000, que depois veio se tornar a plataforma online swissinfo.ch. Desde então, escrevo - e às vezes rodo até vídeos - sobre todos os tipos de assuntos: de política à economia, cultura e ciência.
“A nossa missão era muito suíça na abordagem”, disse Willy Benz, físico da Universidade de Berna. “Outros telescópios observam milhares de estrelas para descobrir novos planetas. CheopsLink externo toma uma estrela de cada vez e mede, dentre os planetas mais interessantes já descobertos, certos parâmetros com alta precisão”, explicou o diretor de pesquisa. O objetivo da missão era explicada através do próprio nome (em inglês): “CHaracterising ExOPlanet Satellite” (Satélite para a caracterização de exoplanetas).
Para entender: exoplanetas são planetas que orbitam em torno de estrelas semelhantes ao Sol. Embora sempre se tenha assumido que tais planetas existam, o primeiro deles foi descoberto apenas em 1995, pelos suíços Michel Mayor e Didier Quéloz. Desde então, mais de 3.600 desses planetas foram descobertos e catalogados, apenas o começo. O objetivo da busca é, um dia, encontrar vestígios de vida em outro lugar do universo.
Um ano-luz é a distância que a luz (a 300.000 km/segundo) percorre durante um ano. Arredondados:10.000 bilhões de quilômetros.
As distâncias mais curtas são referidas como unidade astronômica (AE, na sigla em alemão), que corresponde à distância entre a Terra e o Sol (150 milhões de km).
As distâncias maiores são dadas em parsec, uma unidade de medida mais antiga correspondente a cerca de 3,2 anos-luz.
O cerne da questão: as 100 a 400 bilhões de estrelas que formam a Via Láctea – a nossa galáxia – estão muito, muito distantes. Centauri, a estrela mais próxima do Sol, está a 42.000 bilhões de quilômetros (4,2 anos-luz) de distância. Sirius, Vega, Rigel, Deneb, Altair e as outras jóias do céu noturno dezenas, centenas ou até milhares de anos-luz de distância.
Como é possível ver planetas a tais distâncias quando os maiores telescópios mostram suas estrelas como simples pontos de luz? Graças a dois métodos: a velocidade radial e a de trânsito. No filme a seguir, os dois métodos são explicados em detalhe (em francês)
Não é apenas outro telescópio
A velocidade radial é medida a partir do solo, ligando um telescópio a um espectrômetro – uma grande máquina que analisa as variações da luz das estrelas. Os dois espectrômetros mais precisos são chamados de “Harpas”, e vêm da Suíça. Um faz buscas no Hemisfério Sul, e está localizado no Chile. O outro investiga o céu no Hemisfério Norte a partir das Ilhas Canárias. Os dois telescópios serão substituídos por uma nova máquina – esta também suíça: o “EspressoLink externo”, dez vezes mais preciso!
Para observar o trânsito astronômicoLink externo, é possível fazê-lo no espaço, de onde as estrelas podem ser vistas muito melhor. Desde 2006, a Agência Espacial Europeia (ESALink externo) e o Centro Nacional de Estudos Espaciais (CNESLink externo), da França, mantém o telescópio espacial Corot no espaço. KeplerLink externo, foi o telescópio seguinte, em 2009. Os dois telescópios já descobriram mais de três mil novos planetas. Porém o telescópio do projeto Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESSLink externo) da NASA, lançado em 18 de abril de 2018, já tem o objetivo de explorar exoplanetas em trânsito ao redor de estrelas próximas. Então qual será a contribuição do Cheops?
Willy Benz explicou: “Seremos os primeiros a não descobrir nada. Corot foi o pioneiro, seguido por Kepler, um verdadeiro monstro que fez descobertas fantásticas. Ele nos forneceu as estatísticas e nos mostrou a extraordinária diversidade entre os planetas e os sistemas planetários. O que agora queremos fazer com Cheops vai além disso: caracterizar os planetas, descobrir de que são feitos, que temperatura têm, se há água neles…”
CHEOPS – CHaracterising ExOPlanet Satellite
Peso: 280 kg, dos quais 60 kg para o telescópio
Diâmetro do espelho: 30 cm (Corot: 30 cm; Kepler: 1 m; Tess: 4×10 cm)
Órbita: polar. A uma distância de 700 km da Terra, Cheops irá circundar o polo na fronteira do dia e da noite, para que ele possa sempre observar o lado escuro do céu, de costas para o sol.
Lançamento: ocorreu em 2018 na base de Kourou, Guiana Francesa, com um foguete Soyuz que transportou, entre outras coisas, um satélite italiano.
Preço: 100 milhões de euros, dos quais 50 milhões vieram da ESA, 33 milhões da Suíça e o restante será dividido entre 10 outros países.
A parte complicada da missão será selecionar os planetas mais interessantes, aqueles que o físico chama de “VIP, Planetas Muito Importantes.” Claro que alguns já estão à vista, mas Tess vai descobrir outros. Por isso, o centro de controle da missão em Genebra envia telescópio um programa atualizado de observação das estrelas.
Desenho feito por uma criança inspirado no telescópio Cheops.
cheops.unibe.ch
“Ao contrário dos outros, só observamos uma estrela de cada vez”, disse Benz. “E porque já sabemos quando um trânsito está acontecendo, não temos que manter uma certa estrela em foco por muito tempo, e podemos assim otimizar a sequência de observações.”
Um trânsito astronômico é a fase durante a qual um planeta passa em frente à sua estrela, e esta última aparece ligeiramente menos brilhante. A análise dos dados destes trânsitos é feita no solo, com base em fotografias que Cheops transmitirá: manchas pontuais de luz desfocadas e indistintas.
Estreia histórica
Isto é tudo muito engenhoso. E deu ao Cheops o título da primeira “pequena” missão da ESA (menos de 50 milhões de euros), contra a concorrência de outros 25 projetos.
“Ganhamos porque éramos os melhores”, brincou Benz. “Não, sério: quando o pedido de criação do projeto chegou na primavera de 2012 com um prazo de apresentação de três meses, já tínhamos um estudo de viabilidade, fruto de 18 meses de trabalho, financiado pela Suíça. Então estávamos prontos.”
O governo helvético também sabia que esta missão – mesmo que fosse considerada “pequena” pela ESA – era demasiado importante para si mesma. Mas a Agência Espacial Europeia está lá precisamente para trabalhar em conjunto, para alcançar algo que não pode ser alcançado sozinho. Afinal de contas, o consórcio Cheops inclui 11 países.
A escolha de uma missão exoplanetária também pareceu lógica, já que este campo da astrofísica vem crescendo nas últimas duas décadas: “No Chile, estão construindo um telescópio com 40 metros de diâmetro. E se você olhar para as justificações científicas para investir um bilhão de euros em tal dispositivo, os exoplanetas estão na vanguarda”, diz Benz.
“A vida no espaço é uma das questões mais fundamentais da ciência, razão pela qual nossas áreas de pesquisa podem gerar tanto entusiasmo.” Pela primeira vez na história da humanidade, temos a tecnologia para responder a essa pergunta”, declarou Benz, que também é diretor do Programa Nacional de Pesquisa “PlanetSLink externo“, que visa apoiar e desenvolver a pesquisa sobre exoplanetas na Suíça – lá, onde eles nasceram.
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Um planeta desafia a teoria sobre a formação dos corpos celestes. Ele está na constelação do Dragão, a 560 anos-luz da Terra. Pela sua massa, este monstro apelidado de "planeta Godzila", deveria ser uma esfera de gás. Na verdade, ele é um amontoado de pedras. Em Genebra e em Harvard, os astrofísicos que o descobriram estão perplexos.
Ele nem chamaria mais a atenção, pois já tinha sido observado e assinalado. Desde 2011, o catálogo dos planetas que orbitam em torno das estrelas distantes do nosso sistema solar deu ao astro um nome e um sobrenome: Kepler-10c. O número indica que ele foi o décimo planeta descoberto pelo telescópio espacial norte-americano Kepler.
Então, por que todo este frenesi, três anos depois? A questão é que nem tudo tinha sido descoberto. O telescópio Kepler- como o seu homólogo franco-europeu Corot – foi construído para reconhecer os exoplanetas (planetas extrassolares), através do método de trânsito. Ele mede a diminuição da luminosidade de uma estrela quando um planeta atravessa a sua frente. A partir desta informação, os cientistas deduzem as dimensões do astro celeste e o tempo de rotação ao redor da sua estrela.
Na época da sua descoberta, o diâmetro de Kepler-10c media 29 mil quilômetros (2,3 vezes o da Terra) e ele foi registrado no catálogo, provisoriamente, como "mini Netuno", ou seja, uma esfera de gás.
Para obter mais informações sobre estes novos planetas, os astrofísicos tentam determinar a massa. Esta é a missão dos espectrógrafos, combinados com grandes telescópios no chão, que medem a velocidade radial das estrelas. Em outras palavras: calculam as mínimas perturbações de suas viagens pela provável galáxia, graças à presença de planetas.
O vídeo explica melhor estas duas metodologias de revelação (trânsito e velocidade radial)
Atualmente, os dois espectrógrafos de maior precisão foram construídos no Observatório da Universidade de Genebra. Cada um deles está localizado num hemisfério diferente. O HARPS-Norte, ao contrário do HARPS-Sul, está pouco acima da linha do Equador, na ilha de Las Palmas, no arquipélago das Canárias. Ele foi o responsável pela descoberta do valor da massa e, como consequência, pelo cálculo da densidade de Kepler-10c. O estudo foi publicado na revista Astronomy&Astrophysics, no começo do mês de junho, e pegou de surpresa os especialistas em planetas extrassolares, os exoplanetas.
"Com uma densidade como esta, ele não pode não ser composto por rochas", explica Boston Xavier Dumusque, principal autor do artigo. "Foi uma grande surpresa quando nos demos conta do que tínhamos descoberto. O resultado contradiz os modelos de formação dos planetas que tínhamos desenvolvido nos últimos dez anos e que, até agora, sempre foram respeitados. Isto significa uma espécie de revolução."
"A formação dos planetas, assim como a conhecemos hoje, começa sempre a partir de uma grande nuvem gasosa ao redor de uma estrela", esclarece o jovem astrofísico franco-suíço, que estudou em Genebra e em Porto, antes de passar pelo Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Esta nuvem não contém mais de 1% de material pesado, que formaria o núcleo dos planetas. O resto é formado por elementos em estado gasoso."
Ao longo das centenas de milhões de anos necessários para o nascimento de um planeta, a força de gravidade do núcleo atrai os gases. E se o núcleo for suficientemente pesado, vai acabar atraindo toda a nuvem inicial, dando forma aos gigantes gasosos semelhantes aos quatro planetas do nosso sistema solar (Saturno, Urano, Netuno e Júpiter) e aos milhares de exoplanetas descobertos até hoje.
Segundo o atual modelo aplicado, um planeta que supere 10-12 vezes o peso da Terra deve, obrigatoriamente, «aspirar» a sua nuvem e transformar-se num gigante gasoso. Kepler-10c tem 17 vezes o peso da Terra. "Não compreendemos porque seja um planeta rochoso. Mas vamos encontrar a resposta", observa Dumusque.
Enquanto o enigma não é decifrado, o seu colega de Harvard, Dimitar Sasselov, batizou de "planeta Godzila", este primeiro representante da inesperada categoria dos "Mega-Terras", em homenagem ao rei de todos os monstros.
Mas o planeta que não deveria existir pode ser habitado? Os especialistas que se manifestaram depois da descoberta não parecem acreditar nesta hipótese. Provavelmente, o planeta teria a superfície muito quente, pois completa uma volta ao redor de uma estrela como o nosso Sol em apenas 45 dias.
Xavier Dumusque acha que a temperatura às margens de sua atmosfera se aproximaria dos 300 °C. "Dito isto, se a sua atmosfera for coberta de nuvens que bloquem a irradiação da estrela, a temperatura do planeta também poderia ser sempre mais baixa."
O mecanismo é o contrário do efeito estufa presente na Terra e recorda, tanto mais, o fenômeno do "inverno pós-nuclear" de muitos romances apocalípticos. Mas isto significaria afirmar que os supostos habitantes do Kepler-10c deveriam se virar sem a energia da luz, essencial para o desenvolvimento da vida assim como a conhecemos sobre o planeta Terra…
Ao final, até mesmo Xavier Dumusque acredita que o planeta tenha "pouquíssima probabilidade de ser habitado". E mesmo sendo "a pesquisa de vida, sem dúvida alguma, uma das coisas que nos estimulam neste trabalho", no caso do planeta Godzilla aquilo que é mais interessante foi ter "colocado em discussão uma teoria que achávamos correta."
Os caçadores de exoplanetas ainda não acabaram com todas as surpresas. Em 1995, o primeiro planeta do catálogo, o 51 Pegasi b, já tinha deixado as teorias existentes sob suspeita. Ele é 150 vezes mais pesado do que a Terra e tem uma órbita de quatro dias ao redor da estrela que o deixa incandescente, a cerca de 1000° C. E segundo os conhecimentos da época nem mesmo este planeta, que parece saído de um pesadelo, deveria existir.
"Isto nos demonstra que a natureza tem a capacidade de criar uma grande variedade de produtos. Cada vez que alguma coisa é possível, a natureza o realiza", observou para a Rádio suíça RTS, Stéphane Udry, diretora do Observatório de Genebra e coautora dos artigos sobre o Kepler-10c.« A característica destes vinte anos de pesquisa está, sobretudo, na diversidade dos objetos que encontramos."
Sempre mais!
Até hoje, foram descobertos 4.619 planetas.
1728 descobertas foram confirmadas. Para os outros 2.891 ainda são necessárias outras verificações.
A Universidade de Genebra foi o local onde tudo começou. Nela trabalhavam Michel Mayor e Didier Quéloz quando anunciaram a descoberta de 51 Pegasi b, o primeiro dos planetas extrassolares, em 1995. Na mesma Universidade, foram criados os dois espectrógrafos HARPS, os mais precisos do mundo na revelação de novos planetas com o método da velocidade radial.
CHEOPS acabou de receber a autorização da Agência espacial europeia (ESA,sigla em inglês) para passar à fase do desenvolvimento industrial. A partir do fim de 2017, este pequeno telescópio europeu, de concepção suíça, deverá observar o trânsito dos planetas já identificados na Terra, principalmente, com os dois HARPS.
PLATO também recebeu a mesma autorização da ESA, em fevereiro. Este satélite, cujo lançamento está previsto para 2024, levará para o espaço 32 pequenos telescópios que irão observar, sistematicamente, até 80% das estrelas mais luminosas em busca de novos planetas. A missão tem um amplo envolvimento das universidades de Genebra e de Berna.
Planet S é o nome do novo polo de pesquisa nacional. Ele foi criado em 2013, pelo governo suíço. Até 2017, mais de 17 milhões de francos vão ser destinados às ciências planetárias e ao estudo das condições necessárias para o desenvolvimento da vida. O polo está sob a direção unificada das universidades de Genebra e Berna.
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