O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA criara¡ enormes panoramas ca³smicos, ajudando-nos a responder a perguntas sobre a evolução do nosso universo. Os astrônomos também esperam que a missão encontre milhares de planetas usando duas técnicas diferentes, ao pesquisar uma ampla gama de estrelas na Via La¡ctea.

Roman localizara¡ esses novos mundos potenciais, ou exoplanetas, rastreando a quantidade de luz que vem de estrelas distantes ao longo do tempo. Em uma técnica chamada microlente gravitacional , um pico de luz sinaliza que um planeta pode estar presente. Por outro lado, se a luz de uma estrela diminui periodicamente, pode ser porque háum planeta cruzando a face de uma estrela quando ela completa uma a³rbita. Essa técnica échamada de manãtodo de tra¢nsito. Ao empregar esses dois manãtodos para encontrar novos mundos, os astrônomos ira£o capturar uma visão sem precedentes da composição e arranjo dos sistemas planetarios em nossa gala¡xia.

Programado para lana§amento em meados da década de 2020, Roman seráum dos caçadores de planetas mais prola­ficos da NASA.

O grande campo de visão da missão, resolução requintada e estabilidade incra­vel fornecera£o uma plataforma de observação única para descobrir as pequenasmudanças na luz necessa¡rias para encontrar outros mundos por meio de microlentes. Este manãtodo de detecção aproveita os efeitos de curvatura da luz gravitacional de objetos massivos previstos pela teoria geral da relatividade de Einstein.

Ocorre quando uma estrela de primeiro plano, a lente, se alinha aleatoriamente com uma estrela de fundo distante, a fonte, vista da Terra. Conforme as estrelas vagueiam em suas a³rbitas ao redor da gala¡xia, o alinhamento muda ao longo de dias para semanas, mudando o brilho aparente da estrela fonte. O padrãopreciso dessasmudanças fornece aos astrônomos pistas sobre a natureza da estrela em primeiro plano, incluindo a presença de planetas ao seu redor.

"Os eventos de microlente são raros e ocorrem rapidamente, então vocêprecisa olhar para muitas estrelas repetidamente e medir com precisão asmudanças de brilho para detecta¡-las", disse o astrofisico Benjamin Montet, professor da Scientia na Universidade de New South Wales em Sydney. "Essas são exatamente as mesmas coisas que vocêprecisa fazer para encontrar planetas em tra¢nsito, então, ao criar um levantamento robusto de microlente, Roman também produzira¡ um bom levantamento de tra¢nsito."

Em um artigo de 2017, Montet e seus colegas mostraram que Roman - anteriormente conhecido como WFIRST - podia pegar mais de 100.000 planetas passando na frente ou em tra¢nsito de suas estrelas hospedeiras. O escurecimento peria³dico a  medida que um planeta se cruza repetidamente na frente de sua estrela fornece forte evidência de sua presena§a, algo que os astrônomos normalmente precisam confirmar por meio de observações posteriores.

A abordagem de tra¢nsito para encontrar exoplanetas tem sido um grande sucesso para as missaµes Kepler e K2 da NASA, que descobriram cerca de 2.800 planetas confirmados atéo momento, e éatualmente usada pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA. Visto que Roman encontrara¡ planetas orbitando estrelas mais distantes e mais fracas, os cientistas muitas vezes tera£o que contar com o amplo conjunto de dados da missão para verificar os planetas. Por exemplo, Roman pode ver eclipses secunda¡rios - pequenas quedas de brilho quando um candidato planetario passa por trás de sua estrela hospedeira, o que pode ajudar a confirmar sua presena§a.

Os manãtodos de detecção gaªmeos de microlente e tra¢nsitos se complementam, permitindo que Roman encontre uma variedade de planetas. O manãtodo de tra¢nsito funciona melhor para planetas orbitando muito perto de sua estrela. A microlente, por outro lado, pode detectar planetas orbitando longe de suas estrelas hospedeiras. Essa técnica também pode encontrar os chamados planetas rebeldes, que não estãogravitacionalmente ligados a uma estrela. Esses mundos podem variar de planetas rochosos menores que Marte a gigantes gasosos.

Espera-se que aproximadamente três quartos dos planetas em tra¢nsito que Roman encontrara¡ sejam gigantes gasosos como Jaºpiter e Saturno, ou gigantes de gelo como Urano e Netuno. A maior parte do restante provavelmente sera£o planetas que tem entre quatro e oito vezes a massa da Terra, conhecidos como mini-Neptunes. Esses mundos são particularmente interessantes porque não existem planetas como eles em nosso sistema solar.

Espera-se que alguns dos mundos em tra¢nsito capturados por Romanos fiquem dentro da zona habita¡vel de suas estrelas, ou a faixa de distâncias orbitais onde um planeta pode hospedar águala­quida em suasuperfÍcie. A localização desta regia£o varia dependendo de quanto grande e quente éa estrela hospedeira - quanto menor e mais fria a estrela, mais próxima estara¡ de sua zona habita¡vel. A sensibilidade de Roman a  luz infravermelha o torna uma ferramenta poderosa para localizar planetas ao redor dessas estrelas laranja mais fracas.

Roman também vai olhar mais longe da Terra do que as missaµes anteriores de caça a planetas. A pesquisa original de Kepler monitorou estrelas a uma distância média de cerca de 2.000 anos-luz. Ele visualizou uma regia£o modesta do canãu, totalizando cerca de 115 graus quadrados. O TESS faz a varredura de quase todo o canãu, poranãm seu objetivo éencontrar mundos mais pra³ximos da Terra, com distâncias tipicas de cerca de 150 anos-luz. Roman usara¡ os manãtodos de microlente e detecção de tra¢nsito para encontrar planetas a até26.000 anos-luz de distância.

Combinar os resultados das pesquisas de microlentes e de tra¢nsito de planetas de Roman ajudara¡ a fornecer um censo de planetas mais completo, revelando mundos com uma ampla gama de tamanhos e a³rbitas. A missão oferecera¡ a primeira oportunidade de encontrar um grande número de planetas em tra¢nsito localizados a milhares de anos-luz de distância, ajudando os astrônomos a aprender mais sobre a demografia dos planetas em diferentes regiaµes da gala¡xia.

"O fato de sermos capazes de detectar milhares de planetas em tra¢nsito apenas olhando os dados de microlentes que já foram coletados éempolgante", disse a coautora do estudo Jennifer Yee, astrofa­sica do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian em Cambridge, Massachusetts. "a‰ ciência gratuita."