p Recentemente, astrônomos anunciaram a descoberta de que uma estrela chamada TRAPPIST-1 é orbitada por sete planetas do tamanho da Terra. Três dos planetas residem na "zona habitável, "a região em torno de uma estrela onde é mais provável que exista água líquida na superfície de um planeta rochoso. Outros mundos potencialmente habitáveis ​​também foram descobertos nos últimos anos, deixando muitas pessoas se perguntando:Como podemos descobrir se esses planetas realmente hospedam vida? p Na Caltech, no Laboratório de Tecnologia de Exoplanetas, ou ET Lab, do Professor Associado de Astronomia Dimitri Mawet, os pesquisadores têm estado ocupados desenvolvendo uma nova estratégia para escanear exoplanetas em busca de bioassinaturas - sinais de vida, como moléculas de oxigênio e metano. Esses produtos químicos - que naturalmente não duram muito porque se ligam a outros produtos químicos - são abundantes na Terra em grande parte graças às criaturas vivas que os expulsam. Encontrar esses dois produtos químicos em outro planeta seria um forte indicador da presença de vida.

p Em dois novos artigos a serem publicados no Astrophysical Journal e a Astronomical Journal , A equipe de Mawet demonstra como essa nova técnica, chamada de coronografia de alta dispersão, poderia ser usado para procurar bioassinaturas extraterrestres com o planejado Thirty Meter Telescope (TMT), que, quando concluído no final da década de 2020, será o maior telescópio óptico do mundo.

p Usando modelos teóricos e laboratoriais, os pesquisadores mostram que esta técnica pode detectar bioassinaturas em planetas semelhantes à Terra em torno de estrelas anãs M, que são menores e mais frios do que o nosso sol e o tipo mais comum de estrela na galáxia. A estratégia também pode ser usada em estrelas como o nosso próprio sol, usando futuros telescópios espaciais, como a Habitable Exoplanet Imaging Mission (HabEx) da NASA e o Large UV / Optical / IR Surveyor (LUVOIR).

p "Mostramos que essa técnica funciona na teoria e no laboratório, então nosso próximo passo é mostrar que funciona no céu, "diz Ji Wang, um dos principais autores dos dois novos artigos e um acadêmico de pós-doutorado no laboratório Mawet. A equipe testará a instrumentação no Observatório W. M. Keck, no Havaí, neste ano ou no próximo.

p A nova técnica envolve três componentes principais:um coronógrafo, um conjunto de fibras ópticas, e um espectrômetro de alta resolução. Coronógrafos são dispositivos usados ​​em telescópios para bloquear ou remover a luz das estrelas para que as imagens dos planetas possam ser visualizadas. As estrelas superam seus planetas em alguns milhares a alguns bilhões de vezes, tornando os planetas difíceis de ver. Muitos tipos diferentes de coronógrafos estão em desenvolvimento; por exemplo, O grupo de Mawet recentemente instalou e obteve imagens iniciais com seu novo coronógrafo de vórtice no Observatório Keck.

p Assim que a imagem de um planeta for obtida, o próximo passo é estudar a atmosfera do planeta usando um espectrômetro, um instrumento que quebra a luz do planeta para revelar "impressões digitais" de produtos químicos, como oxigênio e metano. A maioria dos coronógrafos trabalham em conjunto com espectrômetros de baixa resolução. A nova técnica de Mawet incorpora um espectrômetro de alta resolução, o que tem várias vantagens.

p Uma vantagem principal é ajudar a filtrar ainda mais a indesejável luz das estrelas. Com espectrômetros de alta resolução, as características espectrais de um planeta são mais detalhadas, tornando mais fácil distinguir e separar a luz do planeta da luz das estrelas à espreita.

p O que isso significa é que, no método de Mawet, o coronógrafo não precisa ser tão bom em filtrar a luz das estrelas quanto se julgava necessário para caracterizar mundos semelhantes à Terra.

p "Esta nova técnica não requer que o coronógrafo trabalhe tão duro, e isso é importante porque podemos usar as tecnologias atuais que já estão disponíveis, "diz Mawet, que também é um cientista pesquisador no Laboratório de Propulsão a Jato (JPL), que é gerenciado pela Caltech para a NASA. "Com um espectrômetro de alta resolução, podemos melhorar a sensibilidade do nosso sistema por um fator de 100 para 1, 000 sobre os métodos atuais baseados em terra. "

p Outra vantagem de usar espectrômetros de alta resolução está na riqueza dos dados. Além de fornecer mais detalhes sobre os constituintes moleculares da atmosfera de um planeta, esses instrumentos devem ser capazes de revelar a taxa de rotação de um planeta e fornecer mapas aproximados de características da superfície e padrões climáticos. "É um tiro longo, mas podemos até ter a capacidade de procurar continentes em candidatos a planetas semelhantes à Terra, "diz Mawet.

p No design da equipe, o coronógrafo é conectado ao espectrômetro de alta resolução usando um conjunto de fibras ópticas. Surpreendentemente, experimentos de laboratório revelaram que as fibras também filtram a luz das estrelas.

p "Isso foi completamente fortuito, "diz Garreth Ruane, co-autor dos dois novos artigos e bolsista de pós-doutorado da National Science Foundation no grupo de Mawet. "É a cereja do bolo."

p Próximo, os pesquisadores demonstrarão sua técnica no Observatório Keck. Embora a instrumentação ainda não possa estudar potenciais planetas semelhantes à Terra - isso exigirá o maior Telescópio de trinta metros - o sistema deve ser capaz de revelar novos detalhes sobre a atmosfera de exoplanetas de gás maiores, incluindo variedades exóticas que não se parecem em nada com o nosso sistema solar.

p "Esta nova inovação de combinar o coronógrafo com um espectrômetro de alta resolução nos dá um caminho claro para a busca final por vida fora da Terra."