Para responder a perguntas significativas sobre os sistemas planetários, como se nosso sistema solar é um fenômeno raro ou se existe vida em outros planetas além da Terra, A NASA deve liderar uma grande missão de imagem direta - um telescópio espacial avançado - capaz de estudar exoplanetas semelhantes à Terra orbitando estrelas semelhantes ao sol, diz um novo relatório exigido pelo Congresso da National Academies of Sciences, Engenharia, e medicina.
O estudo de exoplanetas - planetas fora do nosso sistema solar que orbitam uma estrela - viu descobertas notáveis na última década. O relatório identifica dois objetivos gerais neste campo da ciência:
Com base nessas metas, o comitê que escreveu o relatório descobriu que nosso conhecimento atual da gama de características dos planetas fora do sistema solar é substancialmente incompleto. Uma abordagem holística para estudar a habitabilidade em exoplanetas, usando teoria e observações, em última análise, será necessário procurar evidências de vida passada e presente em outras partes do universo.
Embora o comitê tenha reconhecido que o desenvolvimento de uma capacidade de imagem direta exigirá grandes investimentos financeiros e uma longa escala de tempo para ver os resultados, o esforço promoverá o desenvolvimento da comunidade científica e da capacidade tecnológica para compreender uma miríade de mundos. Para detectar um sistema análogo ao nosso próprio sistema Terra-Sol, o relatório recomenda o uso de instrumentos que permitem a imagem direta de um exoplaneta, bloqueando a luz emitida pelas estrelas-mãe - como um coronógrafo ou starshade.
Além disso, a astronomia terrestre - habilitada por dois telescópios liderados pelos EUA - também terá um papel fundamental no estudo da formação de planetas e mundos potencialmente terrestres, o relatório diz. O futuro telescópio Giant Magellan (GMT) e o proposto Thirty Meter Telescope (TMT) permitiriam avanços profundos em imagens e espectroscopia - absorção e emissão de luz - de sistemas planetários inteiros. Eles também podem detectar oxigênio molecular em planetas terrestres temperados em trânsito em torno de estrelas pequenas e próximas, o relatório diz.
O comitê apontou que o roteiro de tecnologia para viabilizar todo o potencial de GMT e TMT no estudo de exoplanetas carece de investimentos, e deve alavancar a rede existente de centros e laboratórios dos EUA. Para esse fim, o relatório recomenda que a National Science Foundation invista em ambos os telescópios e em sua instrumentação de exoplanetas para fornecer acesso total à comunidade dos EUA.
Embora missões como a espaçonave Kepler tenham caracterizado uma notável população de planetas relativamente perto de suas estrelas, nosso conhecimento dos mundos nos confins do universo é lamentavelmente faltando, o comitê disse. O relatório diz WFIRST, a grande missão baseada no espaço que recebeu a maior prioridade na pesquisa da década de 2010 das Academias, desempenhará duas funções extremamente valiosas:primeiro, permitirá um levantamento de planetas mais distantes de suas estrelas do que o pesquisado pelo Kepler e outras missões. Segundo, permitirá uma grande missão de imagem direta.
Embora o método da velocidade radial - que mede o deslocamento da estrela à medida que ela orbita o centro de massa do sistema planetário - continuará a fornecer informações essenciais sobre a massa e a órbita, suas medições são atualmente limitadas por variações na superfície da estrela e calibração imperfeita dos instrumentos, o relatório diz. Novos instrumentos instalados em grandes telescópios, alocações substanciais de tempo de observação, e a colaboração entre observadores e teóricos são alguns dos requisitos para o progresso. Para desenvolver esses métodos e instalações para medir as massas de planetas terrestres temperados orbitando estrelas semelhantes ao Sol, NASA e NSF devem estabelecer uma iniciativa estratégica em velocidades radiais extremamente precisas.
Além disso, A NASA deve criar um mecanismo para coletar dados sistematicamente em atmosferas de exoplanetas no início da missão do Telescópio Espacial James Webb. O comitê também recomendou a construção do modelo da iniciativa de colaboração interdisciplinar da NASA - Nexus for Exoplanet Science System - apoiando um esforço de pesquisa interdisciplinar que convida a propostas de pesquisa interdisciplinar.
O comitê convocou a NASA para apoiar um programa robusto de investigador individual que inclui bolsas para estudos teóricos, laboratório, e investigações telescópicas baseadas em terra para perceber completamente a recompensa científica das missões de exoplanetas. O relatório também reconhece que a discriminação e o assédio existem na força de trabalho científica e podem afetar a comunidade de pesquisa de exoplanetas, que colocam barreiras à participação de pessoas de determinados grupos demográficos. Para maximizar o potencial científico e as oportunidades de excelência, as instituições e organizações devem tomar medidas concretas para eliminar a discriminação e o assédio e para recrutar e reter proativamente cientistas de grupos sub-representados.
