A busca pelo coronógrafo perfeito para encontrar a Terra 2.0

O 5.000º cometa descoberto com a espaçonave Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) é marcado por uma pequena caixa branca na parte superior esquerda desta imagem. Uma inserção ampliada mostra o cometa como um ponto fraco entre as linhas verticais brancas. A imagem foi tirada em 25 de março de 2024, pelo Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO) do SOHO, que usa um disco para bloquear o sol brilhante e revelar características tênues ao seu redor. Crédito:NASA/ESA/SOHO

O estudo de exoplanetas é dificultado pela luz da estrela hospedeira. Coronógrafos são dispositivos que bloqueiam a luz das estrelas e tanto o JWST quanto o Nancy Grace Roman Telescope estão equipados com eles. Os coronógrafos atuais não são capazes de ver outras Terras, mas estão em curso trabalhos para ultrapassar os limites da tecnologia e até da ciência para um dispositivo novo e mais avançado. Um artigo publicado no arXiv O servidor de pré-impressão explora as técnicas quânticas que um dia poderão nos permitir fazer tais observações.

Coronógrafos são dispositivos acoplados a telescópios e foram originalmente projetados para estudar a coroa do sol. A coroa é a camada mais externa da atmosfera do Sol, mas geralmente fica oculta da luz brilhante emitida pela fotosfera (a camada visível).

O dispositivo também foi modificado para ocultar a luz das estrelas para estudar objetos fracos nas suas proximidades. Esses coronógrafos estelares são frequentemente empregados para caçar planetas extrasolares e os discos a partir dos quais eles se formam.

Existem várias técnicas para identificar planetas extrasolares, mas a imagem direta é uma das principais formas de aprender sobre a sua natureza. O desafio enfrentado pelo coronógrafo estelar é o brilho da estrela e a relativa fraqueza do planeta e a proximidade da estrela.

As coronografias podem aumentar a relação entre o ruído (neste caso, a luz da estrela) e o sinal do exoplaneta, removendo opticamente a luz da estrela. No artigo, os autores Nico Deshler, Sebastian Haffert e Amit Ashok, da Universidade do Arizona, exploram se os coronógrafos são o melhor método para caçar exoplanetas.

Estudar exoplanetas é importante para nos ajudar a aprender sobre a formação planetária, as ciências atmosféricas e até mesmo, talvez, as origens da vida. A equipe abordou a análise das técnicas coronográficas considerando primeiro a etapa de detecção e depois a tarefa de localização na pesquisa de exoplanetas.

Eles primeiro realizaram um teste de hipótese para ver se era provável que existisse um exoplaneta. Se a previsão se concretizasse e fosse descoberta a existência de um exoplaneta, a equipe tentaria estimar sua posição. Voltando-se para os limites quânticos para a resolução telescópica, eles usaram a mecânica quântica para produzir um limite da posição do exoplaneta.

A equipe então comparou os coronógrafos clássicos de imagem direta com as previsões quânticas acima. Deve-se notar que esta pesquisa se concentrou na capacidade dos coronógrafos atuais de detectar exoplanetas semelhantes à Terra usando a teoria quântica.

A pesquisa conclui que a rejeição completa do modo óptico de um telescópio é fundamental para alcançar as melhores técnicas de detecção possíveis. Acredita-se que separações de estrelas hospedeiras e planetas tão próximas que estejam abaixo do limite de difração dos telescópios sejam abundantes em todo o universo. É, portanto, necessário que sejam desenvolvidos coronógrafos quânticos óptimos e é encorajador que esta investigação conclua que produzirão alguns resultados impressionantes.

Mais informações: Nico Deshler et al, Alcançando Limites Quânticos de Detecção e Localização de Exoplanetas, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.17988
Informações do diário: arXiv

Fornecido por Universe Today

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