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Telescópio espacial CHEOPS observa o seu primeiro exoplaneta
2020 abril 16

Imagem artística do trânsito do Júpiter quente KELT-11b em frente à estrela HD 93396, uma sub-gigante amarela a 320 anos-luz de distância. Crédito: ESAImagem artística do trânsito do Júpiter quente KELT-11b em frente à estrela HD 93396, com respetivo gráfico da diminuição da curva de luz. Crédito: ESA/Airbus/Consórcio CHEOPS
Ao fim de 3 meses de testes em órbita, o telescópio espacial CHEOPS, da Agência Espacial Europeia (ESA), observou a estrela HD 93396, para tentar detetar o trânsito1 do já conhecido exoplaneta KELT-11b, um "júpiter quente"2 30% maior do que Júpiter. A grande precisão dos instrumentos do CHEOPS, em parte desenvolvidos pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3), permitiram calcular o diâmetro deste planeta em cerca de 181 600 km, com uma incerteza a rondar apenas os 2%.

Nuno Cardoso Santos (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) comenta: "As primeiras medições obtidas servem acima de tudo para mostrar a excelência e o potencial da missão CHEOPS. Estamos certos que nos próximos meses teremos notícias de resultados fantásticos."

Fazer medições com precisão do diâmetro de exoplanetas, em particular de exoplanetas mais pequenos, é uma das missões mais ambiciosas do CHEOPS, mas antes de ser declarado apto para cumprir esta tarefa, o pequeno telescópio de 30 centímetros de diâmetro teve de passar uma série de testes nos últimos 3 meses. Alguns dos seus alvos foram estrelas estáveis e com características bem conhecidas, que permitiram aos investigadores do consórcio do CHEOPS, do qual o IA faz parte, verificar se o satélite tinha a precisão e estabilidade necessária para cumprir esse objetivo.

O CHEOPS foi desenhado para poder operar em modo quase-automático, com uma equipa mínima, por isso estes testes demonstraram não só que a equipa de Terra consegue comandar o satélite apesar do estado de emergência em que se encontram grande parte dos países Europeus, como também que este tem a precisão fotométrica necessária para cumprir os seus objetivos científicos.

A investigadora do IA Susana Barros afirma que no consórcio: "estamos todos muito contentes pela qualidade dos primeiros resultados do CHEOPS, que são melhores do que o esperado. Isto significa que vamos poder atingir os objetivos da missão: estudar a composição e atmosfera de exoplanetas, e talvez descobrir pela primeira vez exo-luas."

Para Sérgio Sousa, um dos investigadores do IA envolvidos nesta missão: "Isto é apenas um início muito promissor. O tratamento dos dados do satélite, quer do ponto de vista da redução dos dados, quer do ponto de vista da sua análise científica, tem ainda muita margem de progressão. Tal como num carro de corrida, onde no início de uma temporada ainda há muitas afinações que podem ser efetuadas com um conhecimento mais profundo da máquina em ação. Por isso, apesar dos resultados serem já fantásticos ainda esperamos melhorar mais a precisão de medir o tamanho destes exoplanetas."

O CHEOPS está agora a transitar da fase de testes para o começo da fase de operações científicas, que deve arrancar até ao final do mês de abril. Para já, os investigadores do consórcio CHEOPS já começaram a observar os chamados “alvos científicos iniciais”, uma seleção de estrelas e sistemas planetários que servem de demonstração para o tipo de observações planeadas com este satélite e que incluem, por exemplo a “super-terra quente” 55 Cancri e, cuja superfície terá lagos de lava, ou o “neptuno quente” GJ 436b, que está a perder a sua atmosfera devido à radiação da sua estrela-mãe.

Outro objeto nesta lista de alvos científicos iniciais é uma anã branca, o primeiro alvo do programa de observadores convidados da ESA, que irá proporcionar a investigadores fora do consórcio a oportunidade de usar as capacidades da missão CHEOPS.

Esta é a primeira missão dedicada a observar trânsitos exoplanetários em estrelas onde já se conhecem planetas, em praticamente qualquer direção do céu. Tem a capacidade única de determinar com precisão a dimensão de exoplanetas na gama entre as super terras e os neptunos, para os quais já se conhece a massa. Irá ainda determinar com precisão o diâmetro de novos exoplanetas descobertos pela próxima geração de instrumentos em observatórios à superfície da Terra ou ainda identificar potenciais alvos cujas atmosferas possam ser caracterizadas por esses instrumentos.

O consórcio do CHEOPS é liderado pela Suíça e pela ESA. Conta com a participação de 11 países europeus, sendo que em Portugal a participação científica é liderada pelo IA. A participação do IA no consórcio do CHEOPS faz parte de uma estratégia mais abrangente para promover a investigação em exoplanetas em Portugal, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais, como o CHEOPS ou o espectógrafo ESPRESSO, já em funcionamento no Observatório do Paranal (ESO). Esta estratégia irá continuar durante os próximos anos, com o lançamento do telescópio espacial PLATO (ESA), ou a instalação do espectrógrafo HIRES no maior telescópio da próxima geração, o ELT (ESO).


Notas
  1. O Método dos Trânsitos consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela, provocada pela passagem de um exoplaneta à frente dessa estrela (algo semelhante a um micro-eclipse). Através de um trânsito é possível determinar apenas o raio do planeta. Este método é complicado de usar, porque exige que o(s) planeta(s) e a estrela estejam exatamente alinhados com a linha de visão do observador.
  2. Um "Júpiter Quente" é um tipo de exoplaneta com massa semelhante à de Júpiter, mas que orbita muito próximo da sua estrela, com períodos inferiores a 10 dias (por comparação, Mercúrio demora 88 dias a completar uma órbita em torno do Sol).
  3. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade de Lisboa e da Universidade do Porto, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento organizada pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/FIS/04434/2019).

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