O novo instrumento NEID, agora instalado no telescópio WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional de Kitt Peak no sul do Arizona, EUA, fez suas primeiras observações. O instrumento financiado pela NSF-NASA é projetado para medir o movimento de estrelas próximas com extrema precisão - quase três vezes melhor do que a geração anterior de instrumentos de última geração - permitindo-nos detectar, determinar a massa de, e caracterizar exoplanetas tão pequenos quanto a Terra.

Empoleirado no topo da terra da nação Tohono O'odham no deserto do Arizona-Sonora, O espectrógrafo de caça a exoplanetas NEID está agora no caminho para descobrir exoplanetas de massa terrestre. O novo instrumento, um espectrômetro de velocidade radial de extrema precisão, está coletando a luz das estrelas no telescópio WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional Kitt Peak (KPNO), um programa do National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NSF's OIR Lab).

O anúncio da primeira luz foi feito em entrevista coletiva realizada hoje no 235º encontro da American Astronomical Society.

NEID detecta exoplanetas medindo o efeito sutil que esses planetas têm em suas estrelas-mãe. Os planetas puxam gravitacionalmente na estrela que orbitam, produzindo uma pequena "oscilação" - uma mudança periódica na velocidade da estrela. Isso acontece em nosso próprio Sistema Solar - Júpiter faz com que o Sol se mova a cerca de 47 km / hora (cerca de 29 milhas por hora:mais rápido do que o velocista recorde Usain Bolt!), enquanto a Terra causa um movimento lento com uma velocidade de apenas 0,3 km / hora (cerca de 0,2 milhas por hora). O tamanho da oscilação é proporcional à massa de um planeta em órbita, o que significa que as medições NEID podem ser usadas para determinar as massas dos exoplanetas. Os instrumentos atuais podem medir velocidades tão baixas quanto 3,5 km / hora (pouco mais de 2 milhas por hora:um ritmo de caminhada lento), mas o NEID foi construído para detectar velocidades ainda mais baixas - potencialmente descobrindo exoplanetas de massa terrestre.

“Na última década, o estado da arte tem sido de cerca de 3,5 km / hora, "explica Jason Wright, Cientista do Projeto NEID na Penn State University. "NEID deve chegar a 1 km / hora, empurrando o envelope com maior precisão. "

Já uma impressionante máquina de caça a exoplanetas, NEID se torna ainda mais poderoso em parceria com observatórios espaciais, como o Transiting Exoplanet Survey Satellite.

"Quando combinamos futuras observações NEID com dados de espaçonaves, as coisas vão ficar realmente interessantes, e seremos capazes de aprender do que os planetas são feitos, "continua Wright." Saberemos a densidade do planeta, que é uma pista para entender quanto de atmosfera o planeta tem; é gasoso como Saturno, um gigante de gelo como Netuno, rochoso como a Terra, ou algo intermediário - uma super-Terra ou sub-Netuno? "

Permitir que o NEID faça essas medições requer extrema precisão - e um instrumento igualmente extremo. A luz das estrelas coletada pelo telescópio WIYN é alimentada por uma fibra óptica para um invólucro térmico construído para esse fim que envolve o instrumento NEID. Para garantir que as medições NEID permaneçam estáveis ​​ao longo da vida útil de cinco anos do instrumento, suas ópticas são mantidas em uma temperatura fixa que é estável em um milésimo de grau.

As observações da primeira luz do NEID tiveram como alvo a estrela 51 Pegasi, a primeira estrela parecida com o sol encontrada, em 1995, para hospedar um exoplaneta. "A primeira luz é um marco importante no desenvolvimento de um instrumento, "disse Wright." É a primeira verificação de que o NEID está medindo a luz das estrelas conforme o esperado e está a caminho de sua funcionalidade total. "

As capacidades do NEID são particularmente impressionantes dada a rapidez com que o instrumento passou da prancheta à primeira luz. "O curto tempo de desenvolvimento do NEID é notável, "explica Jayadev Rajagopal do Laboratório OIR da NSF, o cientista do telescópio WIYN e chefe de operações. "A equipe NEID entregou um instrumento de última geração em apenas 3 anos e 9 meses."

Embora o NEID seja projetado para estudar exoplanetas, deve enfrentar o movimento em pequena escala do plasma agitado nas superfícies das estrelas, que cria sinais que podem mascarar ou mesmo imitar os sinais planetários - um desafio que entusiasma os astrofísicos estelares. A produção científica do NEID aumentará ainda mais, tornando o instrumento amplamente disponível para os astrônomos, em contraste com outros espectrômetros de velocidade radial de precisão.

"Um dos aspectos únicos do NEID é que ele está disponível para uso por todos os astrônomos, em linha com a missão do Laboratório OIR da NSF, "explica Sarah Logsdon, o NEID Instrument Scientist no NSF's OIR Lab. Com um grupo maior de astrônomos usando NEID para experimentar uma ampla gama de ideias, a equipe espera que seu espectrógrafo seja um dos mais produtivos cientificamente.

Suvrath Mahadevan, Professor de Astronomia e Astrofísica na Penn State e Investigador Principal do NEID elabora:"O projeto NEID oferece a oportunidade de trabalhar com uma equipe talentosa e dinâmica, para treinar a próxima geração de experimentalistas, e desenvolver uma máquina de descoberta que todos os astrônomos podem aplicar para usar, independentemente da nacionalidade, instituição ou posto. "

Exoplanetas descobertos com NEID ajudarão a identificar alvos para observações de acompanhamento em instalações futuras, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA / ESA / CSA, que será capaz de detectar e caracterizar as atmosferas de exoplanetas em trânsito. Isso torna NEID uma parte importante da busca contínua por outras terras, e nos leva um passo mais perto de determinar se existem planetas realmente semelhantes à Terra em outros lugares da Via Láctea.