Novo telescópio solar transforma manchas solares em armas para encontrar exoplanetas.

 O telescópio solar ESPRESSO de Paranal (PoET), instalado no Observatório Europeu do Sul (ESO) em Paranal, Chile, realizou suas primeiras observações. O telescópio trabalhará em conjunto com o instrumento ESPRESSO do ESO para estudar o Sol em detalhes. Descrito como um telescópio solar para caçadores de planetas, o PoET visa compreender como a variação na luz de estrelas como o Sol pode mascarar a presença de planetas orbitando-as, auxiliando-nos na busca por mundos fora do sistema solar. 

O Telescópio Solar Paranal ESPRESSO (PoET) coletará a luz solar e a redirecionará para o instrumento ESPRESSO do ESO, que obterá espectros altamente detalhados tanto do Sol inteiro quanto de regiões específicas, como manchas solares. Essas observações serão fundamentais para a compreensão do "ruído" que características semelhantes em outras estrelas introduzem em observações destinadas a detectar exoplanetas ao seu redor. O telescópio principal do PoET, visto aqui sendo baixado para dentro de sua cúpula, possui um espelho de 60 cm. O PoET também possui um segundo telescópio menor que coleta luz de todo o disco solar. Crédito: ESO

"Um dos maiores desafios para a detecção de outras Terras orbitando outros sóis é o 'ruído' astrofísico proveniente das estrelas hospedeiras", explica Nuno Santos, Investigador Principal do PoET, sediado no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Portugal. "As observações do PoET podem ser fundamentais para a descoberta e caracterização de exoplanetas que podem estar atualmente ocultos nesse ruído." 

Exoplanetas — mundos fora do nosso sistema solar — são detectados e estudados principalmente pela observação da luz emitida por sua estrela hospedeira, frequentemente através da análise de pequenas alterações no espectro estelar (a luz decomposta em suas cores ou frequências componentes). No entanto, a atividade estelar pode produzir sinais que mascaram, ou até mesmo imitam, os sinais esperados de um planeta em órbita.

Assim como as manchas solares alteram a luz solar, a atividade na superfície de outras estrelas distorce seu espectro de uma forma que pode ser medida, como "ruído", pelos instrumentos atuais utilizados na busca por exoplanetas. Mas remover esse ruído dos espectros de estrelas distantes é um desafio, pois ainda não compreendemos completamente como a atividade estelar altera a luz que observamos. A solução: aprender com a nossa estrela mais próxima, o Sol. 

O projeto do PoET o torna excepcionalmente capaz de usar o Sol para compreender o espectro de estrelas distantes. Ele possui um telescópio, com um espelho de 60 centímetros de diâmetro, que coleta luz de áreas específicas do Sol, como manchas solares individuais, investigando as assinaturas da atividade estelar. O PoET também inclui um telescópio menor que coleta luz de toda a superfície visível do Sol (o disco solar).

"Seremos capazes de analisar áreas muito específicas do Sol, com altíssima resolução, de uma forma nunca antes vista", afirma Alexandre Cabral, co-investigador principal do PoET e pesquisador do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal. Ao observar simultaneamente o disco solar e características individuais da superfície, os astrônomos podem determinar exatamente como a atividade estelar altera o espectro solar. Isso pode então ser usado como guia para remover com precisão o "ruído" de estrelas distantes que podem abrigar exoplanetas.

Para garantir que o Sol pudesse ser comparado a estrelas distantes do tipo solar, a equipe precisava de um instrumento preciso projetado para pesquisa de exoplanetas. "O ESPRESSO é o melhor instrumento na área, então a escolha foi óbvia", diz Santos. Como o ESPRESSO é um espectrógrafo de altíssima resolução e precisão, ele é capaz de detectar pequenas mudanças nos espectros das estrelas, geralmente para encontrar ou caracterizar planetas que as orbitam. O ESPRESSO, um instrumento para exoplanetas no Very Large Telescope (VLT) do ESO, que observa estrelas distantes à noite, agora também será usado com o PoET durante o dia para analisar espectros solares.

"É uma grande vantagem ter o ESPRESSO funcionando desta forma. Ao alternarmos entre o VLT à noite e o PoET durante o dia, maximizamos o uso deste instrumento para nos ajudar a encontrar e caracterizar exoplanetas", afirma Alain Smette, astrônomo da equipe de operações do VLT e contato do ESO para o PoET. "Graças à localização excepcional do Observatório Paranal, o número de dias disponíveis com condições climáticas adequadas para observações do Sol deverá ser muito semelhante ao das observações noturnas."

O PoET concluiu com sucesso suas observações de teste, um processo conhecido como primeira luz, no início de abril no Observatório Paranal do ESO, no Deserto do Atacama, Chile. As primeiras observações mostram que o sistema está funcionando dentro dos requisitos e é capaz de adquirir espectros tanto do disco solar completo quanto de áreas específicas dele. Nas próximas semanas, a equipe testará e otimizará o sistema antes de iniciar as observações científicas.

O PoET foi projetado e desenvolvido em Portugal, e uma equipe de 12 pesquisadores portugueses esteve presente na instalação e nos testes do telescópio solar. Alguns componentes do PoET, incluindo o telescópio principal, foram construídos na Itália, enquanto a cúpula do telescópio foi construída por uma empresa chilena.

O projeto está agora sendo operado remotamente a partir do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, em Portugal. Os dados do PoET analisados ​​pelo ESPRESSO serão disponibilizados a outros cientistas através do Arquivo Científico do ESO.

Phys.org