Assim que o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA for lançado, nos próximos 12 a 18 meses, estará a caminho de superar as expectativas iniciais dos cientistas. Os investigadores confirmaram que Roman deverá ser capaz de medir enormes ondas sísmicas que ondulam nas superfícies de mais de 300.000 estrelas gigantes vermelhas.
romano é um telescópio de pesquisa, com um espelho de 2,4 metros (8 pés) como o Telescópio Espacial Hubblemas um campo de visão 100 vezes maior. Além de estudar matéria escura e energia escurauma das principais pesquisas de Roman será a Pesquisa no Domínio do Tempo do Bojo Galáctico, na qual milhões de estrelas no bojo central do Galáxia Via Láctea serão estudados, principalmente para buscar exoplanetas. A ideia é usar microlentes gravitacionais como um dispositivo para encontrar planetas. Lente gravitacional é uma técnica frequentemente usada em astrofísica para estudar objetos distantes; devido à forma como o espaço-tempo se deforma de acordo com a relatividade geral, alguns objetos enormes no espaço (como aglomerados de galáxias, por exemplo) distorcem a luz que viaja nas proximidades, ampliando, distorcendo e duplicando a fonte dessa luz vista através de nossos telescópios. Microlentes gravitacionais referem-se a lentes gravitacionais em escalas menores, como a de um planeta.
A ciência que estuda essas oscilações estelares é chamada asterossismologia, e a frequência das oscilações pode revelar as massas, tamanhos e idades das estrelas para as quais são observadas. Por sua vez, compreender melhor as estrelas pode informar os astrónomos sobre algumas das propriedades dos planetas que as orbitam.
“Com dados asterossísmicos seremos capazes de obter muitas informações sobre as estrelas hospedeiras dos exoplanetas e isso nos dará muitas informações sobre os próprios exoplanetas”, disse o líder do estudo, Trevor Weiss, da Universidade Estadual da Califórnia, em Long Beach, em um comunicado. declaração.
O Telescópio Espacial Keplerque caçava exoplanetas observando trânsitos, foi capaz de fazer medições asterosismológicas de 150.000 estrelas. Ao avaliar se Roman será capaz de fazer o mesmo, a equipa de Weiss aplicou o conjunto de dados Kepler a modelos das capacidades observacionais de Roman. Em particular, eles descobriram que Roman será adepto da detecção de oscilações estelares em gigante vermelho estrelas, que são luminosas (tornando-as mais fáceis de detectar) e possuem alta frequência de oscilação com período que varia de horas a dias. Esta é uma boa combinação para o Galactic Bulge Time-Domain Survey de Roman, que manterá um olhar constante sobre centenas de milhões de estrelas no bojo da Via Láctea a cada 12 minutos durante meia dúzia de períodos de 70,5 dias, o que significa que estará sintonizado com as vibrações dos gigantes vermelhos.
“A asterossismologia com Roman é possível porque não precisamos de pedir ao telescópio para fazer nada que já não estivesse planeado,” disse Marc Pinsonneault da Ohio State University. “A força da missão romana é notável: foi concebida em parte para fazer avançar a ciência dos exoplanetas, mas também obteremos dados realmente ricos para outras áreas científicas que vão além do seu foco principal.”
A protuberância, que abriga o buraco negro supermassivo Sagitário A*é a parte mais antiga da galáxia Via Láctea. Muitas das suas estrelas estão agora a envelhecer, evoluindo para fora da sequência principal (que é o que chamamos de fase da sua vida em que geram energia através do fusão de hidrogênio em hélio no núcleo).
Ao sair da sequência principal, o próximo estágio na evolução de um sol-estrela semelhante com menos de oito massas solares é expandir e se tornar uma gigante vermelha. As estimativas iniciais do número de gigantes vermelhas nas quais Roman pôde observar ondas sísmicas eram de 290.000, mas uma análise mais profunda descobriu que o número real poderia ser muito maior.
“Agora que sabemos que a pesquisa terá uma cadência de 12 minutos, descobrimos que ela reforça os nossos números para mais de 300.000 detecções asterosísmicas no total,” disse Weiss. Dependendo de certas suposições, o número total pode chegar a 648 mil gigantes vermelhas em seu campo de visão, com 358 mil no bojo.
“Seria a maior amostra asterossísmica já recolhida”, disse Weiss.
A compreensão das propriedades das estrelas hospedeiras informará os astrónomos sobre os planetas que encontrarem – por exemplo, se estão no zonas habitáveis. As observações também fornecerão pistas sobre o futuro dos sistemas planetários quando a sua estrela começar a morrer gradualmente, evoluindo para uma estrela gigante vermelha, antes de se libertar das suas camadas exteriores e deixar para trás uma estrela morta. anã branca. A rapidez com que isso acontece depende da massa da estrela. Estrelas mais massivas vivem vidas mais curtas do que estrelas menos massivas. Durante a fase de expansão e rejeição, todos os planetas que orbitam perto da estrela são destruídos.
Em nosso sistema solarcaso, Mercúrio, Vênus e provavelmente Terra estarão todos condenados. No entanto, a microlente tem a vantagem de ser capaz de detectar planetas que estão mais distantes da sua estrela, longe o suficiente para talvez sobreviverem ao estágio de gigante vermelha. Ao detectar planetas em torno de gigantes vermelhas e as órbitas desses planetas, ajudará os astrónomos a compreender melhor qual o destino que se abaterá sobre os planetas do nosso sistema solar e a que distância um mundo tem de estar para sobreviver. Os astrónomos já notaram uma déficit de planetas orbitando gigantes vermelhos, e as descobertas de Roman consolidarão nossa imagem de sistemas planetários evoluídos.
“O nosso trabalho irá apresentar as propriedades estatísticas de toda a população – quais são as suas abundâncias e idades típicas – para que os cientistas dos exoplanetas possam contextualizar as medições romanas,” disse Pinsonneault.
As descobertas asterossísmicas de Roman não nos ensinarão apenas sobre os sistemas planetários, mas as idades das estrelas baseadas nas leituras asterossísmicas funcionarão como um guia para a história da Via Láctea, e do seu bojo em particular.
“Na verdade, não sabemos muito sobre o bojo da nossa galáxia, uma vez que só podemos vê-lo na luz infravermelha devido a toda a poeira presente,” disse Pinsonneault. “Poderão existir ali populações ou padrões químicos surpreendentes. E se existirem estrelas jovens ali enterradas? Roman abrirá uma janela completamente diferente para as populações estelares no centro da Via Láctea. Estou preparado para ser surpreendido.”
Por exemplo, uma população jovem de estrelas poderia surgir se Roman medir oscilações em gigantes vermelhas mais massivas. Isto ocorre porque estrelas mais massivas vivem vidas mais curtas e, portanto, teriam se formado mais recentemente.
O Telescópio Espacial Romano está atualmente programado para ser lançado entre o outono de 2026 e maio de 2027. Entretanto, a nova avaliação das suas capacidades asterossísmicas foi publicada em O Jornal Astrofísico.
