À procura de outras Terras
Todos nos perguntamos, ao olhar para o céu, se em redor de alguma estrela existirá outro planeta como o nosso. Neste momento já sabemos da existência de milhares de exoplanetas a orbitar estrelas que não o Sol. Mas a busca continua por um planeta como a Terra, com um tamanho e massa similares, uma composição interna e atmosfera parecidas com as da Terra, e à distância certa da sua estrela para que a vida possa ter surgido na superfície. No caminho para esta descoberta, a principal barreira que falta transpor é a atividade intrínseca das estrelas. Para detectar exoplanetas, é comum medir os efeitos que eles produzem nas suas estrelas. Por exemplo, o método dos trânsitos usa o facto de que os planetas tapam parte da luz da estrela quando passam entre nós e ela. Com este método temos acesso ao raio do planeta e ao seu período orbital. O método das velocidades radiais, por outro lado, mede a interação gravitacional entre a estrela e os planetas. À medida que a estrela se aproxima e se afasta de nós, a sua luz é desviada para o azul e para o vermelho pelo efeito de Doppler. Podemos assim medir a massa do planeta, se soubermos a massa da estrela, para além do período orbital. Os métodos dos trânsitos e das velocidades radiais são os mais bem sucedidos e promissores, cada um com centenas de deteções. No entanto, estes são métodos indirectos e, por isso, são sensíveis a variações no brilho e na velocidade radial intrínsecas à estrela, causadas pela atividade magnética no seu interior e superfície. Estes sinais de atividade podem esconder ou até imitar os sinais planetários de pequena amplitude. Para uma nova geração de instrumentos, capazes de uma precisão suficiente para detectar os planetas mais pequenos e leves (um sinal de 10 cm/s em velocidade radial para o sistema Terra-Sol), a actividade estelar é agora o maior entrave à deteção de planetas como a Terra, quer orbitem estrelas parecidas com o Sol ou estrelas M.

Enfrentar o desafio da atividade estelar
Colocados neste contexto, o nosso objectivo é explorar e desenvolver duas possíveis soluções para o problema da atividade estelar, com aplicação em particular ao método das velocidades radiais. Em primeiro lugar, vamos construir um modelo completo da superfície estelar, ao simular as regiões activas individuais e os sinais de velocidade radial que produzem. Este é um modelo baseado numa descrição física dos mecanismos por detrás da atividade estelar, que são introduzidos num modelo numérico da estrela e depois comparados com as observações. Em segundo lugar, vamos utilizar uma família de modelos flexíveis, chamados de processos Gaussianos, para tentar separar os sinais induzidos pela atividade estelar daqueles provocados por planetas. Esta é uma abordagem estatística, onde o nosso conhecimento físico sobre a atividade da estrela pode informar a definição do processo Gaussiano e a partir da qual podemos depois extrair informação sobre as propriedades da própria estrela. Para combinar as duas abordagens, vamos utilizar o kima, uma metodologia desenvolvida pelo PI para a análise de dados de velocidade radial. Esta é uma ferramenta computacional que permite estimar os parâmetros do modelo de atividade em conjunto com os parâmetros orbitais dos planetas, e que possibilita uma análise eficiente e robusta. Em particular, o kima é a única ferramenta que considera o próprio número de planetas como um parâmetro livre na análise, o que leva a um aumento considerável na performance permitindo uma comparação de modelos baseada em princípios estatísticos sólidos. Com a introdução dos novos modelos de atividade que vamos desenvolver, conseguiremos ajustar dados de alta precisão em busca de sinais planetários de pequena amplitude. Para enfrentar estes desafios, a nossa equipa é suportada por uma vasta experiência na área, com uma extensa lista de publicações. Beneficiamos também de uma ligação ao ESPRESSO, o novo espectrógrafo do ESO. Este instrumento, que ajudámos a construir, é o único capaz de atingir uma precisão em velocidade radial que permite a deteção de planetas como a Terra. O nosso envolvimento neste projeto traduz-se num acesso privilegiado aos dados, que podemos usar para testar os novos métodos que desenvolvemos. Em conclusão, o SAM vai melhorar os limites de deteção de planetas de pequena massa, até no caso de estrelas com maior atividade magnética. Os nossos resultados vão ajudar a garantir o sucesso dos atuais e futuros programas de procura de planetas com velocidades radiais, bem como o seguimento de futuras missões espaciais. Com este trabalho vamos avançar para a deteção e caracterização de planetas como a Terra na zona habitável das suas estrelas.