O revolucionário espetrógrafo ANDES do ESO promete encontrar sinais de vida noutros planetas

O ANDES, um instrumento de última geração, será integrado no Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, que se encontra atualmente no árido deserto de Atacama, no Chile.

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O Observatório Europeu do Sul (ESO) assinou um acordo para a conceção e construção do ANDES, o espetrógrafo Echelle de alta dispersão da ArmazoNes. Fonte: ESO.

Concebido para procurar biomarcadores em exoplanetas e detetar estrelas primordiais, o ANDES irá também explorar possíveis flutuações nas constantes fundamentais da física e ajudar a medir a taxa de aceleração da expansão do Universo.

A prestigiada Universidade de Cambridge é uma das instituições que colaboram neste projeto internacional, que envolve cientistas de 13 países. O Professor Roberto Maiolino, com ligações ao Laboratório Cavendish de Cambridge e ao Instituto Kavli de Cosmologia, desempenha um papel crucial na equipa ANDES.

Anteriormente conhecido como HIRES, o ANDES é um espetrógrafo de alta precisão que decompõe a luz no seu espetro de comprimentos de onda, permitindo aos astrónomos analisar as características dos corpos celestes, como a sua composição química.

Este instrumento promete atingir uma precisão sem precedentes na medição de comprimentos de onda nas regiões do visível e do infravermelho próximo. Em sinergia com o sistema avançado de espelhos do Telescópio ELT, o ANDES está posicionado como uma ferramenta fundamental para o avanço da investigação em várias disciplinas astronómicas.

O instrumento ELT de alta resolução, ANDES (anteriormente conhecido como HIRES), permitirá aos astrónomos estudar objetos astronómicos que requerem observações altamente sensíveis. Fonte: ESO.

Física fundamental sem precedentes

O investigador principal do ANDES, Alessandro Marconi, salientou o imenso potencial do instrumento para conduzir a descobertas revolucionárias que poderão transformar radicalmente a nossa compreensão do cosmos, alargando o seu impacto para além do domínio científico.

Analisará meticulosamente as atmosferas dos exoplanetas terrestres, facilitando uma busca exaustiva de sinais de vida. Está também preparado para estudar a composição química dos objetos mais remotos do Universo, sendo o primeiro aparelho capaz de identificar as impressões digitais das estrelas da população III, as mais antigas conhecidas no cosmos.

Os astrónomos poderão também utilizar os dados recolhidos para verificar se as constantes fundamentais da física variam ao longo do tempo e do espaço. Dados cruciais para calcular diretamente a aceleração da expansão do Universo, um dos enigmas mais intrigantes da astrofísica atual.

Com o início das operações previsto para o final desta década, o ELT tornar-se-á o maior observatório do mundo, dando início a uma nova era na astronomia terrestre.

Ciência de fronteira

Os dados recolhidos permitirão investigar uma série de tópicos que abrangem a maioria dos domínios da astrofísica e entram mesmo no domínio da física fundamental. Tem o potencial de ter um grande impacto na nossa compreensão do cosmos e do seu destino.

Os objetivos científicos mais importantes do ANDES são:

  • Caracterizar a atmosfera de exoplanetas semelhantes à Terra (com o objetivo final de detetar sinais de vida);
  • Identificar a primeira geração de estrelas;
  • Estudar possíveis variações em algumas constantes fundamentais da física;
  • Medir diretamente a aceleração da expansão do Universo.

Graças ao enorme espelho principal do ELT, o ANDES será capaz de explorar e caraterizar planetas fora do nosso Sistema Solar. Após décadas de deteção de exoplanetas, a atenção centra-se agora na observação e quantificação das suas atmosferas; o objetivo final é detetar sinais de vida.

Será possível investigar a composição química, as camadas e o clima nas atmosferas de muitos tipos diferentes de exoplanetas, desde os semelhantes a Neptuno até aos semelhantes à Terra, incluindo os que se encontram nas zonas habitáveis das estrelas. Será mesmo possível observar a formação de protoplanetas e o seu impacto no disco protoplanetário natal.

Instrumentação e tecnologia de ponta

A conceção básica é a de um espetrógrafo modular Echelle alimentado por fibras de dispersão cruzada com dois braços espectrais ultra-estáveis, visual e infravermelho próximo, proporcionando uma gama espetral simultânea de 0,4 a 1,8 μm com um poder de resolução espetral de R~100.000 para um único objeto.

Capacidades técnicas do instrumento ANDES. Fonte: ESO.

Ao afastar-se muito mais da Terra, o ANDES será provavelmente o primeiro instrumento a detetar sem ambiguidade as impressões digitais da primeira geração de estrelas (estrelas da "população III") que iluminaram o Universo primordial. Para o efeito, medirá as abundâncias e enriquecimentos químicos das explosões de supernovas.

Para além da astronomia, entrará no território da física fundamental. Ajudando a determinar se algumas das constantes fundamentais da física, que regulam a maior parte dos processos físicos no Universo, podem efetivamente mudar com o tempo ou o espaço.

Em suma, fornecerá os testes mais precisos da constante de estrutura fina e da razão de massa eletrão-protão. Para além de medir diretamente a aceleração da expansão do Universo, tal medição teria um grande impacto na nossa compreensão do Universo e do seu destino.