Chronos — Tomando o pulso à nossa vizinhança Galáctica (ESA Voyage 2050)

Como nascem as grandes missões da NASA e da Agência Espacial Europeia (ESA)? Com que antecedência é feito todo o seu planeamento? Um consórcio internacional de cientistas, no qual me incluo, submeteu recentemente à ESA um relatório branco no qual é apresentado o conceito para uma futura missão espacial — a Chronos. A Chronos permitir-nos-á levar a cabo um trabalho minucioso de arqueologia da nossa Galáxia, a Via Láctea. Consegui captar a vossa atenção?

O período de 2035-50 contemplado no planeamento a longo prazo da ESA (ESA Voyage 2050) coincidirá com uma série de avanços previsíveis na caracterização do conteúdo estelar da nossa Galáxia. A missão espacial Gaia (ESA), com o auxílio de rastreios espectroscópicos de larga escala, está neste momento a efectuar um levantamento sem precedentes das propriedades astrométricas, cinemáticas e químicas das várias populações estelares da Galáxia. Dentro de uma década, medições altamente precisas de tais propriedades estarão disponíveis para centenas de milhões de estrelas. Entretanto, missões espaciais como o Kepler (NASA), TESS (NASA) e PLATO (ESA), ou então projectos a operarem desde o solo (e.g., LSST), terão elevado a astrossismologia (i.e., o estudo das oscilações estelares) ao mais elevado estado de maturidade.

A combinação de idades estelares precisas medidas através da astrossismologia com dados astrométricos e espectroscópicos, para grandes amostras estelares, tem vindo a alterar a nossa visão do passado evolutivo da Via Láctea. Avanços recentes — baseados na detecção de oscilações do tipo solar em dezenas de milhares de gigantes vermelhas — demonstram o potencial de tal abordagem. Portanto, estamos convencidos de que um rastreio da variabilidade estelar caracterizado por uma cobertura total do céu, elevada cadência e longa duração das observações se tornará uma prioridade científica durante o período 2035-50.

O conceito de missão Chronos consiste, por assim dizer, numa extensão em termos temporais da missão Gaia (ver Tabelas 1 e 2). A Chronos permitirá estimar a massa e a idade de meio milhão de gigantes vermelhas num raio de 5500 anos-luz em torno do Sol e, portanto, lançará uma nova luz sobre a nossa compreensão da dinâmica e arqueologia Galácticas. Em termos dos osciladores estelares privilegiados pela missão, a Chronos preencherá a lacuna resultante do PLATO e LSST, dirigindo a sua atenção para as estrelas mais evoluídas, desde as subgigantes, passando pelas gigantes vermelhas e acabando no início do ramo assimptótico das gigantes. Por fim, a Chronos ultrapassará todos os rastreios que a antecederam, e que foram capazes de realizar astrossismologia, em termos da cobertura do céu combinada com a duração das observações (2 x 3,75 meses por todo o céu e mais de 5 anos na zona de visibilidade contínua).

O relatório branco submetido à ESA descrevendo o conceito de missão Chronos pode ser consultado aqui.

Tabela 1: Sumário das principais características técnicas da missão na sua versão actual.

Tabela 2: Comparação do conceito de missão Chronos com as demais missões (passadas e futuras) capazes de realizar astrossismologia.