Portugal em busca de outras Terras a bordo da missão espacial PLATO

Imagem artística do telescópio espacial PLATO, a observar planetas exóticos, num sistema com gigantes gasosos e planetas semelhantes à Terra. Crédito: DLR (Susanne Pieth)

O Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL) integram a missão espacial PLATO (PlAnetary Transits and Oscillations of stars), iniciativa aprovada recentemente pelo Comité do Programa Científico (SPC) da ESA que visa a exploração e descoberta de planetas semelhantes à Terra.

Esta missão, que se posiciona para se juntar às duas missões classe M já adotadas pela ESA (o Euclid, também com participação do CAUP e do CAAUL, e o Solar Orbiter), tem como objetivo descobrir quão comum é a formação de planetas como a Terra, e posteriormente, usar esses dados para descobrir se possuem as condições necessárias para o aparecimento de vida. Pretende-se ainda medir oscilações nas estrelas-mãe destes exoplanetas, com técnicas de asterossismologia.

Para Mário João Monteiro, delegado português no SPC, “a missão PLATO é um dos marcos importantes do programa científico da ESA, que através das suas missões M e L tem contribuído de forma ímpar para o desenvolvimento nas ciências do espaço. É mais um exemplo da capacidade técnica e científica Europeia, que conta com a participação científica e industrial de Portugal”, descre o investigador, sobre um projeto que envolve também o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa.

O PLATO vai observar e caracterizar, durante vários anos consecutivos e com grande precisão, um grande número de estrelas relativamente próximas. Nestas, irá procurar super-terras e planetas do tipo terreste, que orbitem na zona de habitabilidade de estrelas do tipo solar. Estas observações irão fornecer dados acerca destes planetas, além de tentar perceber a arquitetura dos sistemas planetários onde estes se encontram.

A partir das curvas de luz obtidas pelo PLATO, será também possível determinar as frequências de oscilação de mais de 80,000 estrelas. Com técnicas de asterossismologia, estas frequências serão usadas para inferir os raios, massas e idades das estrelas em causa, elementos que, por sua vez, são essenciais para a caracterização dos sistemas exoplanetários e dos planetas que os compõem.

Margarida Cunha, coordenadora do grupo de trabalho de diagnósticos sísmicos, da componente de ciência estelar do PLATO, comenta: “Para além da caracterização dos sistemas exoplanetários descobertos pelo PLATO, a deteção de oscilações num tão grande número de estrelas vai permitir inferir informação fundamental acerca de processos físicos que têm lugar no interior das mesmas e, consequentemente, melhorar os modelos teóricos de evolução estelar.”

O PLATO pretende ainda construir o primeiro catálogo com as características de exoplanetas confirmados, como raio, densidade, composição, atmosfera e em que estágio da sua evolução está. No total, espera-se que o catálogo contenha características de milhares de exoplanetas (incluindo gémeos da Terra), mas também as massas e idades muito precisas de mais de 85 mil estrelas e 1 milhão de curvas de luz de alta precisão, que ficarão à disposição da comunidade científica.

Este catálogo de planetas potencialmente habitáveis servirá assim de base para futuros estudos, levados a cabo pela próxima geração de instrumentos (como o ESPRESSO) ou de grandes telescópios, como o European Extremely Large Telescope (E-ELT) do ESO, ou o Telescópio Espacial James Webb (NASA/ESA).

O PLATO é ainda um tipo de telescópio inovador, pois é constituído por 34 telescópios individuais, de 12 centímetros cada, em vez de um telescópio de espelho único. Cada telescópio pode ser usado individualmente, em conjunto com outros, ou todos em simultâneo, o que dá ao PLATO a capacidade sem precedentes de observar simultaneamente objetos brilhantes e ténues. “O sistema de testes que estamos a desenvolver, irá permitir testar todas as 34 câmaras (telescópios) de forma muito mais rápida, evitando a necessidade de realizar testes nas condições do espaço (vácuo e temperaturas de -80ºC)”, explica Alexandre Cabral, coordenador do grupo de trabalho de equipamento de teste ótico no solo.

O objetivo científico desta missão tem ainda em conta as missões que preencherão a lacuna entre o presente e o lançamento do PLATO, como o CHEOPS (CHaracterizing ExOPlanet Satellite, ou satélite de caracterização de exoplanetas), a primeira missão de classe S (pequena) da ESA, cuja construção foi também aprovada nesta reunião do SPC.

Nuno Cardoso Santos, do concelho coordenador do PLATO, e do consórcio do CHEOPS, acrescenta que “as decisões da ESA de avançar com o PLATO e o CHEOPS são mais um reconhecimento da aposta clara da comunidade científica internacional, na procura e estudo de outras terras. A forte participação nacional nestas missões, complementada com outros projetos (tais como o ESPRESSO, do ESO), garante que temos a possibilidade de nos manter na “crista da onda” desta investigação durante muitos mais anos.”

O PLATO ficará em órbita em torno do ponto de Lagrange L2, a 1,5 milhões de quilómetros da Terra, de onde irá transmitir uma média de 109GB de dados por dia. Deste ponto estratégico, pode fazer observações ininterruptas, que não são afetadas pela atmosfera da Terra. Já o CHEOPS ficará numa órbita baixa (entre 620 e 800 km), de onde observará estrelas brilhantes, à volta das quais já se conhecem planetas, determinando o diâmetro destes com grande precisão.

A participação portuguesa no CHEOPS estende-se ainda à indústria, com a DEIMOS Engenheira a desenvolver os sistemas de Planificação da Missão e de Arquivo e Disseminação de Dados da missão. “Ambos os sistemas representam o melhor da experiência da DEIMOS no desenvolvimento de sistemas operacionais para satélites de Observação da Terra, mas desta vez aplicadas a uma missão de astronomia”, diz Nuno Ávila, diretor da DEIMOS.

A missão CHEOPS tem lançamento previsto para 2017, enquanto a missão PLATO tem lançamento previsto até 2024.

Mais informações disponíveis no comunicado de imprensa do CAUP.
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