A caça aos planetas semelhantes à Terra, e talvez vida extraterrestre, ficou mais preciso, graças às medições recordes da luz das estrelas possibilitadas por uma "astrocomba" do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST).

O pente de frequência feito sob medida do NIST - que mede com precisão as frequências, ou cores, de luz - garante a precisão da análise da luz das estrelas por um instrumento chamado espectrógrafo no telescópio Hobby-Eberly, no Texas. O projeto é uma colaboração envolvendo o NIST, a University of Colorado Boulder (CU) e a Pennsylvania State University, o parceiro principal no telescópio e espectrógrafo.

O novo aparelho comb pela primeira vez fornece a precisão necessária para descobrir e caracterizar planetas orbitando estrelas anãs M, que compreendem 70 por cento das estrelas da galáxia e são abundantes perto da Terra, a equipe de pesquisa relatou em Optica .

"O pente permitiu imediatamente aos nossos colegas da Penn State fazer medições que não poderiam de outra forma, "NIST Fellow Scott Diddams disse." Estas ferramentas melhoradas devem nos permitir encontrar planetas habitáveis ​​ao redor das estrelas mais onipresentes em nossa galáxia. "

A fornalha nuclear de uma estrela emite luz branca, que é modificado por elementos da atmosfera que absorvem certas faixas estreitas de cor. Para pesquisar planetas orbitando estrelas distantes, astrônomos procuram por mudanças periódicas nesta característica "impressão digital, " isso é, variações muito pequenas nas cores aparentes da luz das estrelas ao longo do tempo. Essas oscilações de cor são causadas pela estrela sendo puxada de um lado para outro pela atração gravitacional de um planeta em órbita invisível. Esta oscilação aparente é sutil, e as medições são limitadas pelos padrões de frequência usados ​​para calibrar os espectrógrafos.

Centenas de exoplanetas foram descobertos usando análise de oscilação de estrela, mas um planeta com massa semelhante à da Terra e orbitando à distância certa de uma estrela - na chamada "zona Cachinhos Dourados" - é difícil de detectar com a tecnologia convencional.

Dados coletados pela equipe de pesquisa NIST-CU-Penn State mostram que a astrocomba tornará possível detectar planetas com a massa da Terra que causam mudanças de cor equivalentes a uma oscilação estelar de cerca de 1 metro por segundo - a velocidade aproximada de uma pessoa caminhando em um sala, e pelo menos 10 vezes melhor do que o alcançado anteriormente na região do infravermelho do espectro eletromagnético. A luz infravermelha é o principal tipo emitido pelas estrelas anãs M.

Nos últimos 20 anos, Pesquisadores do NIST em Boulder, Colorado, primeiro inventou e depois foi pioneiro em novos avanços em pentes de frequência óptica. O pente entregue ao Texas é o único em ter cerca de 5, 000 dentes "amplamente espaçados, "ou pontos de calibração de cor específicos. Ele é adaptado para a capacidade de leitura do sprectrograph Habitable Zone Planet Finder da Penn State e abrange a faixa de comprimento de onda infravermelho de 800-1300 nm. Apenas 60 por 152 centímetros quadrados de tamanho e feito de componentes comerciais relativamente simples, o pente também é robusto o suficiente para suportar o uso contínuo em um local remoto.

Ao fornecer luz personalizada para o espectrógrafo, o pente do NIST atua como uma régua muito precisa para calibrar e rastrear as cores exatas na impressão digital de uma estrela e detectar quaisquer variações periódicas. O pente, feito com a nova tecnologia de laser eletro-óptico, fornece sinais fortes em frequências alvo definidas com precisão que podem ser rastreadas para padrões de medição internacionais.

O projeto está em andamento há anos. A equipe de pesquisa do NIST-CU-Penn State fez um teste em 2012 que mostrou a promessa da nova abordagem. O novo pente foi entregue e viu "a primeira luz, "como se costuma dizer na astronomia, em fevereiro de 2018, e funciona todas as noites desde maio de 2018. O novo pente tem uma faixa de luz mais ampla e é mais estável do que a versão de demonstração anterior.

Embora a ideia de usar pentes de frequência para ajudar na descoberta de planetas tenha gerado muito interesse em todo o mundo, a nova astrocomba do NIST é a primeira em operação nos comprimentos de onda do infravermelho próximo. Outros pentes operando atualmente em um telescópio, como o Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) de alta precisão no Chile, são dedicados a medições de luz visível.