O design de telescópios retangulares pode inaugurar uma nova era na busca pela Terra.

DNVN - Cientistas estão desenvolvendo um modelo de telescópio retangular que promete inaugurar uma nova era na busca pela "Terra 2.0" (termo usado para planetas fora do Sistema Solar que possuem condições semelhantes às da Terra e são capazes de abrigar vida).

A busca por planetas semelhantes à Terra tem sido um grande desafio na astronomia, pois o brilho intenso das estrelas os torna quase completamente invisíveis. Os telescópios tradicionais não são adequados para essa tarefa. No entanto, uma ideia ousada, envolvendo um telescópio infravermelho retangular, acaba de ser proposta, prometendo superar essa barreira e ajudar a humanidade a revelar dezenas de planetas potenciais em um raio de 30 anos-luz, abrindo caminho para a busca por sinais de vida extraterrestre.

A Terra é o único planeta que conhecemos que abriga vida. Toda a vida neste planeta azul depende da água líquida para sustentar reações químicas essenciais. Organismos unicelulares simples existem há quase tanto tempo quanto a Terra, mas foram necessários cerca de 3 bilhões de anos para que organismos multicelulares mais complexos evoluíssem. Os humanos, por sua vez, existem há apenas uma pequena fração da história do planeta, menos de um décimo milésimo da idade da Terra.

Essa cronologia sugere que a vida pode não ser rara em planetas com água líquida. No entanto, seres inteligentes capazes de explorar o universo podem ser extremamente raros. Se a humanidade deseja buscar vida além da Terra, a abordagem mais provável é a observação direta dos planetas.

Projeto conceitual de um telescópio espacial retangular, inspirado no Telescópio Espacial Refrativo por Interferômetro Digital (DICER), um hipotético observatório espacial infravermelho, e no Telescópio Espacial James Webb. Crédito: Leaf Swordy/Instituto Politécnico Rensselaer.

O espaço é vasto, e as leis da física impedem viagens ou comunicações mais rápidas que a velocidade da luz. Portanto, apenas as estrelas mais próximas do Sol podem ser estudadas durante a vida de um ser humano, mesmo com sondas robóticas. Dentre essas, os alvos mais promissores são estrelas com tamanho e temperatura semelhantes aos do Sol, pois existem há tempo suficiente e são estáveis ​​o bastante para o desenvolvimento de vida complexa.

Os astrônomos já identificaram cerca de 60 estrelas semelhantes ao Sol a menos de 30 anos-luz da Terra. Planetas que orbitam essas estrelas, com tamanho e temperatura semelhantes aos da Terra – e que poderiam abrigar tanto terra quanto água líquida – são considerados os melhores candidatos para a descoberta de vida.

Separar a imagem de um exoplaneta semelhante à Terra do brilho de sua estrela hospedeira é um grande desafio. Mesmo em condições ideais, uma estrela é um milhão de vezes mais brilhante que um planeta. Se os dois se misturarem, a detecção do planeta torna-se impossível.

De acordo com a teoria óptica, a resolução máxima de um telescópio depende do tamanho do espelho e do comprimento de onda da luz. Planetas com água líquida emitem luz com maior brilho em um comprimento de onda de cerca de 10 micrômetros – a espessura de um fio de cabelo humano e 20 vezes o comprimento de onda da luz visível. Nesse comprimento de onda, um telescópio precisa coletar luz a uma distância de pelo menos 20 metros para ter resolução suficiente para distinguir a Terra do Sol, que está a 30 anos-luz de distância.

Além disso, os telescópios precisam ser colocados no espaço, porque a atmosfera da Terra distorce as imagens. O maior telescópio espacial da atualidade – o Telescópio Espacial James Webb (JWST) – tem um espelho com 6,5 metros de diâmetro, mas seu lançamento e operação têm sido extremamente difíceis.

Como a implantação de um telescópio espacial de 20 metros está atualmente além das capacidades tecnológicas, os cientistas têm tentado diversas opções. Uma solução é lançar vários telescópios pequenos e manter um espaçamento preciso entre eles para simular um espelho gigante. No entanto, manter um posicionamento preciso ao tamanho de uma molécula é atualmente impossível.

Outra abordagem é usar comprimentos de onda de luz mais curtos, permitindo o uso de telescópios menores. Mas, na faixa visível, uma estrela semelhante ao Sol é 10 bilhões de vezes mais brilhante que a Terra, tornando impossível bloquear luz estelar suficiente para revelar o planeta, embora a resolução seja possível em princípio.

Outra ideia é usar um "escudo estelar" – uma espaçonave com dezenas de metros de diâmetro, voando a dezenas de milhares de quilômetros de distância do telescópio para bloquear a luz das estrelas, mas permitir a passagem da luz planetária. No entanto, isso exigiria o lançamento de duas espaçonaves e o gasto de enormes quantidades de combustível para mover o escudo para novos locais.

No novo estudo, os cientistas propõem um projeto mais viável: um telescópio infravermelho com um espelho retangular de 1 x 20 metros, em vez do espelho circular de 6,5 metros do JWST. Operando em um comprimento de onda de 10 micrômetros, o instrumento separaria a luz das estrelas da luz dos planetas ao longo do eixo maior do espelho. Girando o espelho, os astrônomos poderiam observar planetas em qualquer posição ao redor da estrela hospedeira.

Estima-se que o projeto seja capaz de detectar metade dos planetas semelhantes à Terra que orbitam estrelas semelhantes ao Sol em menos de três anos. Embora sejam necessários aprimoramentos e otimizações técnicas adicionais, o modelo não exige tecnologias além das capacidades atuais – uma inovação que o diferencia de muitas outras ideias pioneiras.

Se, em média, cada estrela semelhante ao Sol tiver um planeta semelhante à Terra, então, com este projeto de telescópio, deveríamos ser capazes de detectar cerca de 30 planetas promissores a até 30 anos-luz de distância. Pesquisas futuras se concentrarão em determinar suas atmosferas, buscando sinais de oxigênio – um indicador de vida fotossintética.

Para os candidatos mais promissores, missões de exploração poderiam ser enviadas para obter imagens da superfície do planeta. O design retangular do telescópio promete ser o caminho mais curto para encontrarmos nosso "planeta irmão" – a Terra 2.0.

La Khe (De acordo com o ScienceAlert)

Fonte: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/thiet-ke-kinh-vien-vong-hinh-chu-nhat-co-the-mo-ra-ky-nguyen-san-tim-trai-dat-2-0/20250902082651458