Conheça o SPHERE, o instrumento que fotografa exoplanetas

Com informações do ESO - 05/06/2014

Este é o Telescópio Principal número 3 do VLT. O SPHERE é a caixa preta visível embaixo, à direita.
[Imagem: ESO/J. Girard]

Cor, polarização e contraste

O instrumento de segunda geração SPHERE foi instalado no Very Large Telescope (VLT-ESO) no Observatório do Paranal, no Chile, e executou com sucesso as suas primeiras observações científicas.

SPHERE é uma sigla para Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch - pesquisas espectro-polarimétricas de alto contraste de exoplanetas, em tradução livre.

Este novo instrumento utiliza várias técnicas avançadas em simultâneo, proporcionando um desempenho drasticamente melhorado relativamente aos instrumentos já existentes, como aquele que foi utilizado para obter a primeira imagem direta de um exoplaneta, feita em 2005.

Técnicas para ver o invisível

A primeira das três técnicas inovadoras exploradas pelo SPHERE é a óptica adaptativa extrema, que corrige os efeitos da atmosfera terrestre com uma precisão inédita e melhora o contraste.

Em segundo lugar, usa-se um coronógrafo para bloquear a radiação emitida pela estrela e aumentar ainda mais o contraste da imagem.

O SPHERE visto em detalhe: o instrumento é a caixa preta situada na plataforma de um dos lados do telescópio.
[Imagem: ESO/J. Girard]

Finalmente, aplica-se uma técnica chamada imagem diferencial, que explora as diferenças entre as radiações planetária e estelar em termos de cor ou polarização - e estas diferenças subtis podem também ser usadas para revelar um exoplaneta atualmente invisível.

Uma outra técnica simples utilizada pelo SPHERE consiste em capturar muitas imagens de um objeto, mas com uma rotação significativa da imagem de umas em relação às outras. Características que também girem são geradas pelo processo fotográfico, mas características que se mantenham no mesmo ponto da imagem são objetos reais no céu.

Um vagalume ao lado do Sol

O objetivo principal do novo instrumento é fotografar diretamente exoplanetas gigantes que orbitam estrelas próximas.

Trata-se de um grande desafio porque estes planetas, além de estarem muito próximo das suas estrelas, são muito menos brilhantes do que estas. Em uma imagem normal, mesmo com as melhores condições de observação, a forte luz da estrela ofusca completamente o fraco brilho do planeta.

Esta imagem em infravermelho mostra o anel de poeira em torno da estrela próxima HR 4796A, na constelação austral do Centauro. Trata-se de uma das primeiras imagens obtidas pelo instrumento SPHERE.
[Imagem: ESO/J.-L. Beuzit et al./SPHERE Consortium]

Toda a concepção do SPHERE está portanto focada em conseguir atingir o maior contraste possível na pequena região do céu em torno da estrela brilhante.

A maioria dos exoplanetas que se conhece atualmente foi descoberta por técnicas indiretas, tais como variações da velocidade radial da estrela hospedeira ou diminuição do brilho da estrela causada por um exoplaneta em trânsito.

Até agora foram obtidas imagens diretas de poucos exoplanetas, o que começa a mudar com o SPHERE e com a recente instalação do instrumento GPI no telescópio Gemini Sul, também no Chile.