A NASA está prestes a iniciar uma nova fase na busca por vida fora da Terra. Depois de décadas descobrindo milhares de exoplanetas e refinando técnicas de observação, a agência espacial americana aposta em uma estratégia baseada em dois telescópios espaciais que prometem aumentar significativamente as chances de identificar mundos habitáveis e, quem sabe, encontrar sinais de atividade biológica além do Sistema Solar.
O primeiro deles será lançado nas próximas semanas. O segundo ainda levará mais alguns anos para sair do papel, mas foi concebido especificamente para a responder uma das maiores perguntas da humanidade: estamos sozinhos no Universo?
Para entender como esse plano funciona, o Olhar Digital conversou com exclusividade com Raíssa Estrela, pesquisadora de astrobiologia do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA.
“No momento, temos outros telescópios espaciais – o Hubble e o James Webb. Mas ainda não temos a tecnologia para detectar moléculas em uma atmosfera como a da Terra, uma Terra 2.0” – disse Raíssa, que nos concedeu entrevista diretamente do JPL.
Nancy Grace Roman: o próximo grande telescópio da NASA
O primeiro passo dessa estratégia começa em 30 de agosto, quando a NASA pretende lançar o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, uma das missões mais importantes da astronomia das últimas décadas.
Batizado em homenagem à astrônoma Nancy Grace Roman, considerada a “mãe” do Telescópio Espacial Hubble, o observatório inaugura uma nova forma de estudar o Universo.
Enquanto o Hubble ficou conhecido por produzir imagens extremamente detalhadas de pequenas regiões do céu, o Roman terá um campo de visão cerca de 100 vezes maior. Nos cinco primeiros anos da missão, ele deverá mapear uma área mais de 50 vezes superior à observada pelo Hubble ao longo de três décadas, mantendo praticamente a mesma resolução.
Essa capacidade permitirá aos cientistas observar muito mais estrelas, identificar um número muito maior de exoplanetas e selecionar os alvos mais promissores para estudos futuros.
Um dos maiores caçadores de exoplanetas já construídos
O Nancy Grace Roman não será apenas um telescópio para produzir imagens panorâmicas do Universo. Ele também deverá se tornar um dos principais caçadores de exoplanetas já enviados ao espaço.
Para isso, utilizará duas técnicas diferentes.
A primeira envolve um coronógrafo, equipamento capaz de bloquear a intensa luz emitida por uma estrela. Ao eliminar esse brilho, torna-se possível observar objetos muito mais fracos ao seu redor, como planetas gigantes semelhantes a Júpiter.
Já para encontrar planetas menores, o telescópio recorrerá à microlente gravitacional.
Prevista pela Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, essa técnica aproveita o fato de que objetos muito massivos deformam o espaço-tempo e desviam a trajetória da luz. Quando duas estrelas se alinham do ponto de vista da Terra, a gravidade da estrela mais próxima funciona como uma lente natural, amplificando temporariamente o brilho da estrela que está atrás dela.
Se existir um planeta orbitando essa estrela/lente, ele também provoca uma pequena alteração nesse brilho, permitindo sua detecção.
Combinando essas duas tecnologias, o Roman deverá realizar um verdadeiro censo de sistemas planetários da Via Láctea.
Os dados ajudarão a responder perguntas fundamentais, como:
- Quantos planetas semelhantes à Terra existem na nossa galáxia?
- Eles são comuns ou extremamente raros?
- Como esses sistemas planetários se formam e evoluem?
Muito além da busca por planetas
Embora a busca por exoplanetas seja um dos principais objetivos da missão, o Nancy Grace Roman também terá papel central em outras áreas da astronomia.
O telescópio deverá produzir o mapa tridimensional mais preciso já feito do cosmos, permitindo estudar com muito mais detalhes dois dos maiores mistérios da física moderna: a matéria escura e a energia escura.
- A matéria escura é uma forma invisível de matéria cuja gravidade ajuda a explicar a estrutura das galáxias.
- Já a energia escura parece ser responsável pela aceleração da expansão do Universo.
A missão principal do Roman está prevista para durar cinco anos, com possibilidade de extensão por mais cinco, dependendo da quantidade de combustível disponível.
Após o lançamento, o telescópio seguirá para o Ponto de Lagrange 2 (L2), localizado a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, a mesma região onde atualmente opera o Telescópio Espacial James Webb.
O telescópio que foi criado para procurar vida
A etapa seguinte dessa busca será conduzida pelo Habitable Worlds Observatory (HWO), ou Observatório de Mundos Habitáveis.
Diferentemente das missões atuais, esse será o primeiro telescópio espacial desenvolvido especificamente para procurar sinais de vida em planetas semelhantes à Terra.
Hoje, praticamente todos os exoplanetas são descobertos de forma indireta: astrônomos observam pequenas oscilações na estrela ou percebem uma leve queda em seu brilho quando o planeta passa à sua frente. E aí, é possível estudar esses mundos – como detalha Raíssa Estrela:
“O que o James Webb faz hoje é semelhante ao que o Hubble também é capaz de fazer, embora o James Webb seja um telescópio maior, com precisão e resolução muito melhores. Eles trabalham com uma técnica chamada trânsito planetário. O telescópio espacial mede a luz da estrela-mãe, a estrela que hospeda o planeta. Quando o planeta passa na frente da estrela, no que chamamos de trânsito, parte da luz da estrela atravessa a atmosfera do planeta. Essa luz deixa impressões digitais, porque as moléculas presentes na atmosfera absorvem parte da luz da estrela em comprimentos de onda muito específicos. Essas impressões digitais ficam registradas no espectro e revelam o que está na atmosfera do planeta. É assim que o James Webb e o Hubble conseguem detectar compostos nas atmosferas de planetas que estão fora do Sistema Solar“.
O HWO pretende fazer algo muito mais ambicioso: fotografar diretamente planetas rochosos do tamanho da Terra orbitando estrelas parecidas com o Sol.
O observatório concentrará suas observações em estrelas relativamente próximas ao Sistema Solar e buscará planetas localizados na chamada zona habitável, região onde as temperaturas podem permitir a existência de água líquida na superfície.
A busca por bioassinaturas
Uma vez identificados esses planetas, começará a etapa considerada mais promissora da missão.
Ao analisar a luz refletida por esses mundos, o Habitable Worlds Observatory poderá estudar a composição de suas atmosferas.
Os cientistas procurarão gases como:
- oxigênio;
- ozônio;
- metano;
- vapor d’água.
Individualmente, esses compostos podem ser produzidos por processos geológicos naturais.
Entretanto, determinadas combinações podem representar bioassinaturas, isto é, evidências indiretas da presença de vida.
Encontrar esses sinais não é nada simples. O brilho de uma estrela pode ser bilhões de vezes mais intenso do que o do planeta que a orbita, tornando necessária uma tecnologia extremamente sofisticada para separar essas duas fontes de luz.
É justamente nesse ponto que entra o Nancy Grace Roman.
O Roman será um laboratório para o futuro
O coronógrafo que será testado pelo Nancy Grace Roman funcionará como um laboratório para as tecnologias que equiparão o Habitable Worlds Observatory.
A missão servirá para aperfeiçoar técnicas de supressão da luz estelar, fundamentais para que, no futuro, seja possível observar diretamente pequenos planetas semelhantes à Terra.
O HWO também reunirá a experiência acumulada pelos grandes telescópios espaciais das últimas décadas, combinando o legado do Hubble, as capacidades infravermelhas do James Webb e as tecnologias desenvolvidas pelo Roman.
“Veja a diferença: com o James Webb e o Hubble, estamos medindo a luz da estrela-mãe para obter informações sobre o planeta. Já o Habitable Worlds Observatory vai bloquear a luz da estrela-mãe porque quer observar justamente a luz refletida pelo planeta que orbita aquela estrela. A missão Roman, que será lançada no final de agosto, tem um coronógrafo. Ela será quase uma missão de teste, capaz de testar essa instrumentação e detectar a luz refletida por outros planetas. Só que a precisão do Roman não será suficiente para detectar a luz refletida por um planeta pequeno como a Terra. Ele ficará limitado a planetas gigantes gasosos, que são muito maiores, refletem mais luz e, portanto, são mais fáceis de detectar” – reforça a pesquisadora da NASA.
A resposta pode demorar — mas nunca estivemos tão perto
O Habitable Worlds Observatory ainda está em fase de desenvolvimento e seu lançamento é esperado para a década de 2040.
Mesmo assim, pela primeira vez a humanidade está construindo instrumentos projetados especificamente para procurar sinais de vida fora da Terra.
E Raíssa Estrela demonstrou confiança para essa busca:
“Como pesquisadora que trabalha na preparação de uma missão criada justamente para detectar bioassinaturas, eu tenho que acreditar que conseguiremos. Acredito que, nas próximas décadas, com o telescópio espacial que estamos preparando, teremos pelo menos a tecnologia necessária para isso. É algo que nunca foi feito até então: uma missão construída e dedicada especificamente à detecção de assinaturas de moléculas associadas à presença de vida. Então, tenho esperança de que conseguiremos e vou trabalhar para isso. Mas, mesmo que a gente não consiga, para mim também não é o fim do mundo. Tanto a detecção quanto a não detecção são cientificamente interessantes. A não detecção mostra que o nosso planeta, até o momento, é o único que conhecemos que possui vida. E não apenas vida, mas uma enorme biodiversidade.”
Enquanto essa nova geração de telescópios não entra em operação, a busca continua mais perto de casa.
Missões robóticas seguem investigando Marte em busca de evidências de vida passada. Ao mesmo tempo, cientistas também voltam suas atenções para luas geladas do Sistema Solar, como Europa (de Júpiter) e Encélado (de Saturno), consideradas alguns dos ambientes mais promissores para abrigar formas de vida microbiana.
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