No início de agosto de 2023, cientistas se reuniram no Caltech para discutir as tecnologias necessárias para o Habitable Worlds Observatory (HWO), um telescópio espacial proposto que poderia ser lançado no final da década de 2030. O objetivo do HWO seria obter imagens e estudar exoplanetas diretamente, buscando bioassinaturas que poderiam indicar a existência de vida.
Um grande desafio é bloquear o brilho das estrelas para revelar exoplanetas que são milhões a bilhões de vezes mais fracos. Existem dois métodos: máscaras internas do coronógrafo e cortinas externas de estrelas. A NASA está se concentrando na tecnologia avançada de coronógrafo, com base no futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman.
“Antes de projetar a missão, precisamos desenvolver as principais tecnologias o máximo possível”, diz Dimitri Mawet, membro do Grupo de Avaliação Técnica (TAG) da HWO, professor de Astronomia David Morrisroe e cientista sênior de pesquisa do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL), administrado pelo Caltech para a NASA. “Estamos em uma fase de maturação da tecnologia. A ideia é avançar ainda mais as tecnologias que permitirão que o Habitable Worlds Observatory forneça sua ciência revolucionária e, ao mesmo tempo, minimize os riscos de custos excessivos no futuro.”
O coronógrafo do Roman, que será lançado em 2027, pode gerar imagens de exoplanetas até um bilhão de vezes mais fracos do que suas estrelas. Mas a detecção de um gêmeo da Terra exige coronógrafos 100 vezes mais potentes. Os participantes do workshop discutiram o uso de espelhos deformáveis com precisão de nível picométrico para cancelar a luz estelar residual.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
“A Pesquisa Decadal recomendou essa missão como sua prioridade máxima devido aos recursos transformacionais que ela teria para a astrofísica, juntamente com sua capacidade de entender sistemas solares inteiros fora do nosso”, diz Fiona Harrison, uma das duas presidentes do relatório decadal Astro2020 e professora de física Harold A. Rosen no Caltech, bem como a cadeira de liderança Kent e Joyce Kresa da Divisão de Física, Matemática e Astronomia.
"Outros tópicos incluíram espelhos ideais, revestimentos, prevenção de danos causados por micrometeoroides, ferramentas de modelagem integradas e prontidão para o starshade.
Enquanto isso, instrumentos como o Keck Planet Finder da Caltech têm como objetivo descobrir gêmeos da Terra para que a HWO possa caracterizá-los.
“Estimamos que existam vários bilhões de planetas do tamanho da Terra na zona habitável somente em nossa galáxia”, diz Nick Siegler, tecnólogo-chefe do Programa de Exploração de Exoplanetas da NASA no JPL. A zona habitável é a região em torno de uma estrela onde as temperaturas são adequadas para a água líquida. “Queremos sondar as atmosferas desses exoplanetas para procurar oxigênio, metano, vapor de água e outras substâncias químicas que possam indicar a presença de vida. Não veremos homenzinhos verdes, mas sim assinaturas espectrais dessas substâncias químicas essenciais, ou o que chamamos de bioassinaturas.”
Apesar dos grandes obstáculos técnicos, os pesquisadores estão otimistas quanto à possibilidade de um dia obter imagens diretas de exoplanetas como a Terra. O workshop permitiu que os especialistas discutissem os desafios e impulsionassem o desenvolvimento da tecnologia na próxima década, aproximando-nos um pouco mais da descoberta de sinais de vida além do nosso sistema solar.
“O instrumento Roman Coronagraph é o próximo passo da NASA no caminho para encontrar vida fora do nosso sistema solar”, diz Vanessa Bailey, tecnóloga de instrumentos do Roman Coronagraph no JPL. “A lacuna de desempenho entre os telescópios atuais e o Habitable Worlds Observatory é muito grande para ser preenchida de uma só vez. O objetivo do instrumento Roman Coronagraph é ser esse degrau intermediário. Ele demonstrará várias das tecnologias necessárias, incluindo máscaras de coronógrafo e espelhos deformáveis, em níveis de desempenho nunca antes alcançados fora do laboratório.”
“É um desafio empolgante e assustador”, disse ela. “Mas é para isso que todos nós vivemos. Não fazemos isso sozinhos. Fazemos isso em colaboração.”
