A influente “pesquisa da década” defende ênfase no estudo da matéria escura
A Missão de Interferometria Espacial (SIM), observatório espacial que poderia ter sido lançado antes do fim da década, não obteve apoio de relatório(Scientific American Brasil) O estudo de planetas fora do Sistema Solar foi um dos assuntos mais quentes do mundo científico nos anos 2000, década que viu a conta de exoplanetas aumentar por um fator de mais de 10. No fim de 2009, mais de 400 mundos haviam sido descobertos nesse jovem campo de estudo e os cientistas trabalhando na missão de caça-planetas Kepler, da Nasa, estavam se preparando para anunciar as primeiras descobertas de seu veículo espacial recém-lançado.
Em 13 de agosto, tornou-se um pouco mais claro como será a próxima década para os cientistas de exoplanetas graças à publicação de um relatório desenvolvido para guiar os campos da astronomia e da astrofísica durante a década a partir de 2010. A chamada “pesquisa da década”, produzida a cada 10 anos por um comitê de especialistas reunido pelo Conselho Nacional de Pesquisa, elege as prioridades orçamentárias que a Nasa, a Fundação Nacional de Ciência e o Departamento de Energia devem seguir.
O relatório “Novos Mundos: Novos Horizontes em Astronomia e Astrofísica” sinalizou a descoberta de exoplanetas próximos e potencialmente habitáveis como um dos três objetivos primários da ciência para a próxima década. Porém, em vez de dar apoio a uma missão imediatamente seguinte à Kepler, que agora parece estar no caminho certo para descobrir centenas de novos exoplanetas nos próximos anos, o comitê recomendou substituir a campanha exoplanetária nos próximos anos por uma missão destinada a estudar a energia escura.
Além disso, recomendou postergar uma busca dedicada a exoplanetas até a próxima “pesquisa da década”. Esse atraso significa que um dos principais objetivos da ciência dos exoplanetas – encontrar um mundo potencialmente habitável e procurar nele sinais de vida – parece continuar além do horizonte.
Outro golpe específico desferido contra os caçadores de exoplanetas pela nova pesquisa foi uma recomendação contra a Missão de Interferometria Espacial (SIM, na sigla em inglês), um observatório espacial que poderia ter sido lançado antes do fim da última década. A tarefa do SIM era fazer medições precisas de posições estelares, tarefa conhecida como astrometria, e usar os movimentos dessas estrelas sob a influência gravitacional dos planetas para procurar Terras próximas. A missão, então conhecida como Missão de Interferometria Astrométrica, foi recomendada como “pesquisa da década” de 1990 e reforçada em 2000, mas o novo relatório a considerou muito custosa e unidimensional para ser competitiva.
“Pessoalmente, falando como astrometrista, acho que o veredicto [sobre o SIM] foi previsível e irritante”, observa Fritz Benedict, astrônomo da University of Texas, em Austin. “Por que previsível? A astrometria é difícil de vender. Não tiramos fotos bonitinhas. Por que irritante? Provavelmente teríamos encontrado planetas com a massa da Terra, em órbitas como a da Terra, ao redor de estrelas próximas, parecidas com o Sol”.
O Kepler deve ser sensível o suficiente para detectar mundos parecidos com a Terra, mas o dispositivo está mais interessado em observar um grande número de estrelas distantes do que um pequeno número de estrelas locais, cuja proximidade permitiria um estudo mais detalhado de quaisquer companheiros planetários.
Uma vez que esses mundos parecidos com a Terra sejam encontrados, uma missão proposta, como o Localizador de Planetas Terrestres (TPF, na sigla em inglês) poderia escanear esses planetas procurando assinaturas químicas, como as de oxigênio e metano, que podem indicar a presença de vida. Essa foi a sequência recomendada por uma força-tarefa de exoplanetas do Comitê de Aconselhamento para Astronomia e Astrofísica, que assessora a Nasa e outras agências governamentais.
O relatório de 2008 da força-tarefa recomendou uma missão de astrometria espacial como sendo o primeiro passo mais viável para detectar possíveis planetas com vida. Porém, a nova pesquisa da década concluiu que os planetas alvo para uma missão do tipo TPF poderiam ser identificados a partir de observatórios terrestres, eliminando a necessidade pelo SIM, mesmo que a sensibilidade desses telescópios atualmente esteja longe de ser suficiente para levar a cabo uma pesquisa assim.
A TPF mal é mencionada por seu nome no novo relatório, mas seus objetivos aparecem em grande escala nas recomendações do comitê. “A prioridade máxima de uma missão classe-média é o desenvolvimento tecnológico para uma missão de imageamento exoplanetário, que é a TPF”, afirma James Kasting da Pennsylvania State University, que trabalhou em um dos projetos propostos para a TPF. “A missão pode não ser mencionada explicitamente, mas seu conceito é.”
O comitê decidiu que a TPF, da maneira que foi proposta, foi prematura e demasiado ambiciosa, descreve o astrofísico Roger Blandford da Stanford University, que presidiu o grupo da pesquisa da década. Mas ele adiciona que “a idéia principal da TPF – encontrar planetas habitáveis, parecidos com a Terra – é um dos principais objetivos do nosso relatório”. Com mais estudos, uma missão consolidada do tipo TPF poderia ser delineada por volta de 2015. “A expectativa é que uma missão pioneira seja proposta como próxima pesquisa da década”, afirma Blandford.
Porém, o relatório recomenda que a Nasa gaste apenas US$ 4 milhões por ano no início para definir os requisitos da missão e limites tecnológicos, com talvez mais US$ 100 milhões para serem gastos mais tarde durante a década após escolher uma tecnologia viável para a tarefa. “Seria ótimo se em 2020 o Localizador de Planetas Terrestres fosse a recomendação número 1, mas eles não investiram dinheiro suficiente para realmente desenvolvê-lo antes da próxima pesquisa”, calcula Sara Seager, astrofísica do Massachussetts Institute of Technology. “Sem os grandes projetos, como o SIM ou o Localizador de Planetas Terrestres, não se pode encontrar planetas como a Terra ao redor de estrelas próximas.”
Apesar do fato de a pesquisa da década ter descartado o SIM e essencialmente mandado o TPF de volta para a prancheta, a ciência dos exoplanetas marcou um ponto surpreendente com o comitê, que apoiou fortemente um observatório chamado de Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST, em inglês, ou Telescópio Infravermelho de Pesquisa em Campo Vasto). Esse observatório usaria a Joint Dark Energy Mission (Missão Conjunta de Energia Escura) proposta pela Nasa e pelo Departamento de Energia e criaria um censo de exoplanetas no aglomerado central da Via Láctea. O WFIRST detectaria os planetas usando microlentes, fenômeno no qual os campos gravitacionais de mundos distantes curvam a luz das estrelas do fundo.
Assim como o Kepler, o WFIRST teria um grande alcance, mais determinando informações demográficas de sistemas planetários distantes do que detalhes precisos de planetas próximos. Mas a inclusão de uma missão de microlente em uma missão principal significa boas notícias para os propositores da técnica. Scott Gaudi da Ohio State University, que trabalha na Microlensing Follow-up Network (MicroFUN), afirma que o WFIRST, combinado com o Kepler e outras pesquisas, ajudará a criar um censo de planetas de todos os tipos espalhados pela galáxia.
“Que isso pode ser feito com essencialmente os mesmos instrumentos necessários para explorar a energia escura é uma coincidência fantástica e uma oportunidade única. É ótimo que o conselho tenha reconhecido isso”, comemora Gaudi.
Como o relatório vai moldar a década ainda é algo a se descobrir. Segundo Seager, há muito para manter os pesquisadores de exoplanetas ocupados, mesmo na ausência de uma missão pioneira principal. E uma descoberta mais importante nos próximos anos poderia afetar drasticamente o campo e superar as recomendações para a pesquisa da década.
Uma coisa que não é provável que mude drasticamente na próxima década é o financiamento. A Nasa e suas agências associadas em astronomia e astrofísica têm orçamentos limitados para trabalhar e alguns projetos defendidos na nova pesquisa têm tendência a serem deixados de lado, assim como recomendações passadas – como é o caso do SIM – agora também têm. Apesar da dispensa do SIM, Benedict observa que ele apóia completamente o processo de revisão da década. “É uma resposta verdadeiramente racional para uma realidade difícil”, afirma ele. “Não temos capital infinito para podermos pôr em prática os excitantes e úteis projetos futuros que eu e meus colegas imaginamos”.
O Gran Telescópio Canárias
