Astrônomos planejam telescópio espacial gigantesco para encontrar a próxima Terra

O Telescópio Espacial James Webb será um grande avanço para a astronomia quando estiver pronto em 2018. Mas os astrônomos já estão pensando sobre a próxima grande missão: um telescópio orbital de 12 m que vai procurar provas de vida fora da Terra.

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Representantes da AURA (Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia) querem um observatório espacial que vai procurar respostas para duas questões profundas. Um: se estamos ou não sozinhos no universo. Dois: como os blocos de construção do nosso universo evoluíram ao longo do tempo.

Esta missão futura, que só será lançada nos anos 2030, tem um objetivo incrivelmente ambicioso. Ela requer uma nave espacial mais avançada do que qualquer coisa que os seres humanos já construíram: um telescópio com dez vezes o poder de visão do Hubble.

Na reunião da Sociedade Astronômica Americana, um astrônomo disse: “estamos falando de um Hubble HD”.

Buscando por vida

“O caminho para [descobrir] mundos vivos requer um telescópio espacial de 8 a 12 metros”, disse Natalie Batalha, astrônoma que estuda exoplanetas no Centro de Pesquisa Ames da NASA. “Isto é o que pode consistentemente analisar estrelas semelhantes ao Sol dentro de 30 parsecs.”

Como Batalha explica, 30 parsecs (cerca de 100 anos-luz) é a distância radial que precisamos cobrir para examinar planetas do tamanho da Terra na zona habitável de estrelas semelhantes ao Sol. Se há vida lá fora, e se pudermos analisar um número razoável de candidatos, teremos uma chance razoável de encontrá-los.

Colocar um telescópio de 8 a 12 metros no espaço vai ser uma tarefa tremenda. Façamos uma comparação com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), que custou US$ 8,7 bilhões, tem o tamanho de uma quadra de tênis e vai permitir aos astrônomos ver a primeira luz do início do universo.

O JWST tem um espelho primário de “apenas” 6,5 metros – pouco se comparado ao brutamontes que astrônomos querem construir até a década de 2030.

Modelo em escala do Telescópio Espacial James Webb. Ele é enorme! (Imagem por Northrop Grumman)

Mas precisamos exatamente de algo maior para capturar a luz fraca emitida a partir de mundos distantes. Nós já detectamos milhares de exoplanetas utilizando fotometria de trânsito, mas fotografamos diretamente apenas um punhado. E todos os planetas que “vimos” são bolas de gás em erupção, mundos maiores do que Júpiter e que quase certamente não são habitáveis.

“Com a tecnologia moderna, nós não temos a capacidade de obter imagens de um análogo ao sistema solar”, disse Batalha. “É nessa direção que queremos seguir.”

Para vislumbrar planetas pequenos e rochosos na zona habitável de estrelas brilhantes do tipo G (como o nosso Sol), e vasculhar as atmosferas por sinais de vida, precisamos de um telescópio com uma abertura enorme. Esse telescópio precisa suprimir a luz das estrelas por um fator de dez bilhões. E ele tem que estar no espaço, além da neblina que obscurece nossa atmosfera.

A evolução do universo

Mas o sucessor do JWST não estará apenas procurando vida. Ele também vai nos ajudar a aprender como os blocos de construção da matéria evoluíram ao longo do tempo cósmico – em certo sentido, sondando uma questão ainda mais fundamental sobre a origem da vida.

“Se queremos ir a partir do Big Bang para bioassinaturas, você precisa entender a evolução dos átomos no universo”, disse John O’Meara, da Saint Michael’s College (EUA), astrofísico que estuda a formação de galáxias.

O’Meara tem objetivos diferentes para o sucessor do JWST. Ele quer compreender a formação e movimento de elementos em grandes escalas. “Como e onde o ciclo de vida de átomos evolui?”, disse O’Meara. “Como é que chegamos ao oxigênio que você está respirando? Para responder a essas perguntas, precisamos dos últimos dez bilhões de anos de interações em gases e galáxias.”

Aprendendo com o passado

Realizar essas duas metas científicas – a evolução da matéria e a evolução da vida – vai exigir um conjunto de instrumentos que fazem medições em diversos comprimentos de onda, incluindo visível, ultravioleta e infravermelho próximo.

Após combinar esses instrumentos de alta precisão com um espelho primário de 12 m, espelhos secundários, antenas de comunicação, propulsão, mais uma proteção contra a luz, teríamos uma das peças mais avançadas de tecnologia humana.

Felizmente, nós seremos capazes de aplicar todo o conhecimento que adquirimos planejando e construindo outros telescópios espaciais ao longo dos últimos cinquenta anos.

“Todo mundo deve sonhar grande”, disse Marc Postman, do Space Telescope Science Institute. “Mas também devemos sonhar de forma inteligente. Queremos aproveitar o que aprendemos do Hubble, e o que aprendemos desde a concepção do JWST, o que aprendemos de estudar outras missões que não vieram a se concretizar.”

Por exemplo, um grande desafio que os engenheiros do JWST enfrentaram foi como enviar um espelho com 6,5 metros de largura para o espaço. A solução? Um grupo de espelhos menores que se desdobram em órbita, como um origami espacial banhado a ouro.

“O James Webb nos ensinou muito sobre como construir um telescópio grande e segmentado no espaço”, disse Postman. “Um telescópio de 8 ou 12 m terá que ser segmentado também.”

Há ainda muitos desafios técnicos para se resolver, mas é por isso que nós estamos começando a pensar sobre o sucessor de JWST agora. Pode parecer que 2030 é um futuro distante, mas para os astrônomos, isso é um piscar de olhos cósmico.

“Uma história está se desdobrando”, disse Batalha. “É uma história que leva um longo tempo – estes esforços realmente grandes da humanidade exigem muito tempo para planejar e executar. Estamos prestes de finalmente encontrar provas de vida fora da Terra”, acrescentou. “Nós temos a capacidade de fazer isso, e nós sabemos como. Mas é um esforço de muitas décadas e gerações.”

Imagem: conceito do Kepler-186F, um exoplaneta rochoso do tamanho da Terra, possivelmente na zona habitável de sua estrela (NASA/SETI/JPL)