Caçando mundos alienígenas (Parte 5): O Futuro da Ciência de Exoplanetas

Jovem estrela anã vermelha

O conceito deste artista ilustra uma jovem estrela anã vermelha rodeada por três planetas. Essas estrelas são mais fracas e menores do que estrelas amarelas como o nosso sol. (Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech)

Na Conferência Científica de Astrobiologia de 2012, a Astrobiology Magazine hospedou uma sessão plenária intitulada: 'Expandindo a zona habitável: a caça aos exoplanetas agora e para o futuro.'

Originalmente formulado como parte da nossa série 'Grande Debate', este painel de caçadores e pensadores de exoplanetas manteve uma discussão animada sobre algumas das questões mais importantes enfrentadas pela busca e compreensão de mundos alienígenas orbitando estrelas distantes.



Você pode ler as partes 1 , dois , três e quatro em SPACE.com. Aqui está a Parte Cinco:

David Grinspoon : Quero mudar de assunto e passar para o nosso próximo tópico para a discussão desta tarde. E essa é a questão das missões de exoplanetas, o estado em que estamos, o que fizemos, o que faremos no futuro. Em parte, trata-se de política, mas em parte de engenharia. Vejo que Sara trouxe algum tipo de máquina com ela; Espero que não seja uma arma e talvez possamos ouvir sobre isso. [ Planetas grandes e pequenos povoam nossa galáxia (infográfico) ]

Mas uma coisa, quando falamos sobre as regras básicas e tópicos para esta discussão, concordamos que não iríamos apenas reclamar da Decadal [Pesquisa]. Porque ninguém quer nos ouvir levantar e reclamar do Decadal. Mas acho que é justo dizer que há alguma decepção nesta comunidade por não termos um plano claro para os tipos de missão da TPF, uma missão semelhante ao Localizador de Planeta Terrestre, nos livros que esta comunidade deseja tão desesperadamente, e que todos nós sentimos ser muito importante para realmente começar a entender algumas dessas questões não apenas: Agora que sabemos que os planetas estão lá, como são eles? O que podemos realmente observar sobre eles? E por isso é interessante não reclamar, mas talvez dar uma olhada crítica e construtiva no processo Decadal.

Obviamente, parece que os exoplanetas talvez tenham caído pelas rachaduras. Temos um processo planetário e temos um processo decadal da astrofísica. E quando não tínhamos exoplanetas, o que acontecia com o Decadal anterior, funcionava bem. Os planetas foram estudados por pessoas planetárias e os astrofísicos estudaram outras coisas. Mas agora, de repente, a maioria dos planetas não está no sistema solar e talvez nossos mecanismos para dividir a área do cosmos e como financiar esses esforços não sejam adequados.

Eu pessoalmente estive muito envolvido com o Decadal Planetário e tenho muito respeito pelas pessoas que dirigem essas coisas. Acho que em geral o processo funciona muito bem, então certamente não vou reclamar. Mas eu acho que há algumas inadequações tanto nessa queda pelas rachaduras quanto na escala de tempo. Por ser um decadal, há boas razões para isso, mas coisas que estão mudando rapidamente, como o exoplaneta revolução, não tendemos necessariamente a acompanhar isso. Então, o que vocês acham do processo atual e há uma maneira, vamos precisar de uma mudança nisso, na forma como as coisas estão configuradas para que possamos explorar totalmente a revolução dos exoplanetas e seu potencial científico?

Eric Ford : Bem, direi que temos uma grande escolha a fazer. Ou seja, se as pessoas querem estudar planetas habitáveis ​​usando o método clássico zona habitável definição, temos que decidir o quão exigentes queremos ser. Queremos estudar planetas que estão na zona habitável de estrelas M? Essas são essas estrelas legais com esses planetas que têm períodos orbitais curtos. Eles têm estrelas cujos espectros atingem o pico no infravermelho. Eles são muito diferentes, mas atendem a esse único critério de estar na zona habitável clássica. Se é isso que queremos fazer, já temos as informações pelas quais a tecnologia pode trabalhar. Se quisermos ser mais exigentes e estudar planetas na zona habitável clássica de estrelas do tipo solar, então precisamos esperar um pouco mais e ver o quão comuns eles são e descobrir o quão grande é o telescópio que precisamos para construir …

Sara Seager : Acabamos de saber como eles são comuns. Dez vezes mais comum que Neptunes, 100 vezes mais comum que Júpiter.

[Risada]

Eric Ford : Ok, se você quiser procurar planetas do tamanho da Terra [que orbitam sua estrela em] menos de trinta dias, acho que agora sabemos o suficiente para avaliar a abertura desse telescópio. Se você quiser procurar planetas do tamanho da Terra em uma UA ao redor de uma estrela do tipo solar, não acho que temos um conhecimento bom o suficiente para fazer o investimento para construir esse espelho primário ainda. [As estrelas mais próximas da Terra (infográfico)]

O Terrestrial Planet Finder (TPF) foi um projeto proposto pela NASA para construir um sistema de telescópios para detectar planetas semelhantes à Terra. Embora o TPF tenha sido cancelado, muitos cientistas estão esperançosos de que algum dia a missão será revivida.

O Terrestrial Planet Finder (TPF) foi um projeto proposto pela NASA para construir um sistema de telescópios para detectar planetas semelhantes à Terra. Embora o TPF tenha sido cancelado, muitos cientistas estão esperançosos de que algum dia a missão será revivida.(Crédito da imagem: NASA)

Sara Seager : Acho que há um problema maior em jogo aqui. Portanto, vou apenas lembrar a todos que não são astrônomos o que realmente está acontecendo. E isso se você pensar no passado, para as pessoas que estavam vivas ou liam livros de história décadas atrás. Direito? Cada lugar tinha seu próprio observatório no quintal. Minha alma mater, a Universidade de Toronto, era chamada de Observatório David Dunlap. Foi vendido por uma grande quantia para se tornar o Instituto Dunlap da Universidade de Toronto recentemente. Todos nós tínhamos isso e foi isso que fez os astrônomos irem. Você pegou dados do telescópio da sua universidade e isso foi ótimo.

Em seguida, mudamos para onde as pessoas começaram a construir lugares maiores em climas melhores. Melhores atmosferas, como, na América, que teria sido Havaí , isso teria sido a América do Sul. E as coisas ficaram tão emocionantes na astronomia que todas as coisas que você poderia fazer a um custo relativamente baixo foram feitas. Portanto, tivemos o mesmo número de pessoas e as mesmas culturas, que querem seu próprio tipo de coisa, seu próprio telescópio que compartilharão, em algum nível. Mas isso não é mais possível na astronomia hoje. E eu acho que esse é o grande problema que estamos enfrentando na Decadal, junto com a questão demográfica, onde muitos jovens que felizmente não prestam atenção à política, porque senão as pessoas iriam parar de entrar na astronomia. Na verdade, temos muitos jovens, você vai a uma reunião como esta, você vai a uma reunião de exoplanetas, e os dados demográficos são muitos, muitos e muitos jovens. Mas então o tipo de áreas mais tradicionais da astrofísica, mudou. E assim, o peso das pessoas que estão tomando decisões não é realmente a favor dos exoplanetas agora. Então eu acho que você tem essas duas coisas com as quais estamos acostumados como astronomia, todos em todas as divisões de comprimento de onda ou divisão de objetos, obtêm sua comunidade e obtêm seu telescópio. E então você tem o problema de que não pode ser sustentado pelas próximas gerações porque temos LISA para ondas gravitacionais, temos TPF. Quero dizer, todo mundo tem seu próprio TPF equivalente. E é aí que reside o problema agora.

David Grinspoon : Então, como o resolvemos?

Sara Seager : É um problema porque outra coisa que eu não mencionei foi, os exoplanetas são baseados basicamente em uma série de individualistas desonestos que vão e fazem suas próprias coisas. E esse grupo em particular, eles nunca realmente progrediram cooperando. Portanto, não está muito claro como isso será resolvido. Espero que os outros painelistas contribuam com essa parte da discussão.

David Grinspoon : Por favor, outros painelistas. Como resolvemos isso?

Vikki Meadows : Não tenho certeza sobre como resolvê-lo, mas eu queria enfatizar o de Eric, que ele está certo em que o Anão M planetas são mais fáceis de fazer e podem ser feitos mais rápido do que os FGKs [estrelas]. Mas tendemos a ter esse tipo de preconceito de que queremos que essas coisas sejam do tipo solar, porque é onde pensamos que os planetas habitáveis ​​estarão. E assim, sempre houve esse foco no FGK para o TPF. E os designs são basicamente projetados para isso. Os planetas anões M são muito difíceis para os tipos de missões. Mas a Força-Tarefa de Exoplanetas, que considero um ótimo nome para um grupo de foco; Acho que eles deveriam ter uniformes. A Força-Tarefa de Exoplanetas veio com essa abordagem dupla que dizia: 'Sim, vamos fazer as coisas do anão M mais cedo', e então quando eventualmente desenvolvermos, como Eric disse, essa capacidade de prever quantos planetas vamos encontrar em torno de outras estrelas, as chamadas and-Earth que o Kepler está trabalhando, então podemos ir para esse tipo de missão.

Sara Seager : Sim, se eu puder apenas intervir, passei 400 horas na Força-Tarefa de Exoplanetas. Esse não é o comitê atual hoje, que deveria alimentar o Decadal, que na verdade não foi prestado atenção e, de fato, chegamos a uma abordagem em duas vertentes. Vamos fazer os planetas estrela M agora. Eles são acessíveis para descobri-los, alguns deles do solo. James Webb poderia esperançosamente observá-los. E investimos em tecnologia que pode encontrar estrelas semelhantes ao Sol. Então, sim, essa foi a abordagem dupla. Nós realmente queríamos fazer tudo. E poderíamos fazer tudo, se os exoplanetas fossem realmente a parte principal ou dominante da astronomia.

Dirk Schulze-Makuch : Também não tenho solução, mas a Astrobiologia não está basicamente, como campo, no mesmo lugar? Quero dizer, alguns de nós começaram como físicos, alguns como geólogos, alguns como biólogos, alguns como químicos. Mas o que nos une é basicamente o desejo de encontrar vida, de nos conectar a todos e de dar sentido ao que é o universo e em que planetas encontramos vida. Uma coisa que está a nosso favor é que temos muito interesse e apoio público. E se pudermos canalizar isso de alguma forma, funcionou por um tempo, ou que pode realmente ainda funcionar e, espero, ainda funcionar por um tempo, com o Instituto de Astrobiologia e as Iniciativas de Astrobiologia. E algo teria que acontecer talvez com a comunidade de astrofísica e astronomia também. Que existe realmente algum tipo de grupo de interesse e algum tipo de construção de ímpeto.

O engenheiro da NASA Ernie Wright é o primeiro telescópio espacial James Webb pronto para voar seis

O engenheiro da NASA Ernie Wright observa enquanto os primeiros seis segmentos de espelho primários do Telescópio Espacial James Webb prontos para o vôo são preparados para o teste criogênico final no Marshall Space Flight Center da NASA.(Crédito da imagem: NASA / MSFC / David Higginbotham)

Sara Seager : Você sabe que isso remonta a onde mencionei sobre os individualistas desonestos que fazem suas próprias coisas. E vou dar outro exemplo disso. Porque não quero criticar a abordagem decadal. Decidi não me envolver com isso por motivos que lhes contarei um pouco mais tarde. Mas realmente algumas pessoas criticaram o comunidade exoplaneta . E eles disseram que nós nos dividimos e nos conquistamos. E que não nos reunimos como você sugere e dizemos aqui o que vamos apresentar, todos nós juntos, mas tínhamos a comunidade de microlentes e o pessoal de imagem direta, e tínhamos o pessoal de espectros de transmissão. E de fato vimos isso. E se você fosse um sociólogo e quisesse olhar para isso com atenção, você poderia ler os white papers que foram realmente enviados. E você veria que muitos dos exoplanetas, as pessoas gastam tanto tempo criticando outra técnica quanto a sua. E então algumas pessoas achavam que a culpa era em parte nossa. Eu discordo disso. Mas não nos tornamos unificados e [digamos] aqui está o que queremos fazer. Então, ficou a cargo do Decadal realmente fazer essa escolha por nós.

Eric Ford : Bem, talvez eu concorde em discordar dessas pessoas, no sentido de que a Pesquisa Decadal meio que teve o difícil desafio de aglomerar diferentes interesses de diferentes grupos. Por exemplo, WFIRST, uma missão que foi recomendada, envolvia levar um possível benefício para exoplanetas e um possível benefício para cosmologistas e combiná-los em um casamento forçado que talvez fosse isomérico. Se todos nós nos unirmos em uma missão, aqui está o que queremos, mas fechamos as portas para encontrar colaborações com outras comunidades, não está claro se isso seria uma coisa boa. Acho que é melhor enumerarmos todas as grandes coisas diferentes que você poderia fazer com as várias missões. E então, se for importante para um sentido político fazer colaborações, seja entre campos ou entre países, para que essas grandes missões aconteçam, então podemos escolher as combinações que fazem sentido. O lado negativo disso é que você não consegue sua primeira escolha. Mas talvez não tenhamos nossa primeira escolha de qualquer maneira.

Sara Seager : Sim, acho que é aqui que tenho o prazer de discordar totalmente de você. Nisso, vimos Mars Science Laboratory . Um lançamento de sucesso. Aposto que um monte de gente aqui tem que ir ver o lançamento. Foi muito legal. Mas vemos que se você deseja ter uma missão que seja do interesse de muitos grupos, ela se torna gigantesca e complexa. O James Webb é outro exemplo. E eu, pessoalmente, acho que a única maneira de a engenharia de exoplanetas e espaço avançar é com missões especializadas que talvez você esteja compartilhando entre as pessoas. Mas não entre diferentes objetivos técnicos.

Você pode assistir ao 'Grande Debate sobre Exoplanetas' completo aqui: https://connect.arc.nasa.gov/p68qflmgnhk/?launcher=false&fcsContent=true&pbMode=normal

Esta história foi fornecida por Revista Astrobiologia , uma publicação baseada na web patrocinada pela NASA programa de astrobiologia .