À medida que a próxima geração de observatórios gigantes de alta potência inicia as suas operações, pesquisas recentes sugerem que as suas ferramentas poderão proporcionar aos cientistas uma oportunidade sem paralelo para compreender as condições meteorológicas em exoplanetas distantes. Conhecidos como Extremely Large Telescope (ELT), os observatórios, que incluem o Extremely Large Telescope (ELT), o Giant Magellan Telescope (GMT) e o Thirty Meter Telescope (TMT), serão os maiores telescópios terrestres já construídos, com instrumentos que deverão superar o Telescópio Espacial James Webb.

A próxima geração de telescópios gigantes proporcionará oportunidades incomparáveis ​​para estudar o clima e as mudanças na superfície de objetos cósmicos distantes, ajudando a explorar a sua composição química e campos magnéticos. Esta capacidade avançada irá melhorar a procura de vida extraterrestre, fornecendo informações detalhadas sobre planetas potencialmente habitáveis. Ilustração artística de um mundo alienígena. A pesquisa usa um novo código para testar as capacidades dos telescópios da próxima geração.

Os dados recolhidos com estes poderosos instrumentos permitirão aos astrónomos utilizar imagens Doppler - uma técnica que pode reproduzir mapas bidimensionais das superfícies dos corpos celestes - para medir com precisão as propriedades magnéticas e químicas de alvos ultrafrios (ou objectos cósmicos com temperaturas inferiores a 2700 K, como anãs castanhas (BD) ou estrelas de massa muito baixa (VLM)) - e até mesmo alguns exoplanetas.

Além de ajudar a melhorar a nossa compreensão de alguns dos objetos mais misteriosos do universo, ter a capacidade de estudar a composição química desses objetos com mais precisão também fornece insights mais profundos sobre a busca por vida em outros mundos, disse Michael Plummer, principal autor do estudo e estudante de graduação em astronomia no estado de Ohio.

“Compreender as atmosferas de outros corpos fora do nosso sistema solar não só nos permite compreender como a atmosfera da Terra se comporta, mas também permite que os cientistas apliquem estes conceitos ao estudo de planetas potencialmente habitáveis”, disse Plummer.

A pesquisa foi publicada recentemente no The Astrophysical Journal.

O magnetismo é particularmente importante na procura de mundos como o nosso porque se pensa que os campos magnéticos, especialmente os de sistemas estelares mais pequenos, são necessários para apoiar e influenciar se os planetas podem suportar vida nas suas superfícies.

Para ajudar nesta pesquisa, Plummer e o co-autor do estudo Ji Wang, professor assistente de astronomia na Ohio State University, desenvolveram anteriormente um código de análise disponível publicamente chamado "Imber" para simular e inferir diferenças como a presença de manchas estelares magnéticas, sistemas de nuvens e outros fenómenos atmosféricos (como furacões) na superfície de objetos distantes.

Neste estudo, usaram a técnica para estimar as capacidades científicas de vários instrumentos do ELT para detectar alterações na superfície de seis alvos: Trappist-1, um sistema de sete planetas bem estudado a cerca de 40 anos-luz da Terra, duas anãs castanhas e três exoplanetas.

Eles usaram esta tecnologia para estudar as capacidades do Large Earth Explorer (GMT / GCLEF) do GMT, do ELT Imager and Spectrograph de infravermelho médio do ELT (ELT / METIS) e do Espectrógrafo infravermelho de alta resolução com limitação de difração multi-objetos (MODHIS) do TMT.

Os investigadores descobriram que, embora discernir manchas estelares no Trappist-1 fosse um desafio para todos os três instrumentos devido à inclinação da borda do Trappist-1 (ou à sua órbita ser paralela ao resto do céu), o ELT e o TMT poderiam produzir observações de alta resolução de anãs castanhas e exoplanetas numa única rotação.

Em contraste, os instrumentos do GMT requerem múltiplas rondas de observações para determinar se os exoplanetas seleccionados para estudo apresentam irregularidades na superfície. No geral, este estudo mostra que a sua técnica pode estimar com precisão as capacidades futuras dos ELTs e ajudar a determinar se os alvos futuros justificam estudos maiores.

Plummer também disse que a nova técnica despertou interesse entre os cientistas que esperam identificar ou confirmar a descoberta de objetos planetários usando o método da velocidade radial – um método de descoberta de exoplanetas através do estudo do leve efeito gravitacional que um objeto tem na estrela que orbita. Essencialmente, a sua investigação é o primeiro passo para ajudar os cientistas a tirar o máximo partido dos futuros instrumentos astronómicos.

"Quanto mais aprendemos sobre outros planetas semelhantes à Terra, mais estas descobertas podem informar a própria ciência da Terra. O nosso trabalho é especialmente adequado para ajudar a fazer estas observações do mundo real," disse Plummer.