O investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA¹) André Silva, doutorado em Astronomia pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), acaba de conquistar o Prémio MERAC (Mobilising European Research in Astrophysics and Cosmology) para a Melhor Tese de Doutoramento em Astrofísica Observacional, atribuído pela  Sociedade Europeia de Astronomia (EAS). O galardão reconhece o trabalho apresentado por este jovem astrofísico que fornece novos avanços na extração de velocidades radiais precisas e permite a deteção de planetas com massa terrestre ou inferiores.

Desenvolvida no âmbito do Programa Doutoral em Astronomia da FCUP, a tese de André Silva, defendida em 2024, contou com a orientação dos investigadores do IA Sérgio Sousa, Nuno Cardoso Santos e Pedro Viana (IA & Dep. de Física e Astronomia da FCUP). Esta não é a primeira vez que o trabalho, intitulado “A new paradigm for the estimation of precise stellar radial velocities” é premiado. Em 2025, o investigador do IA recebeu também o prémio de doutoramento da Divisão B da União Astronómica Internacional (IAU).

O método das velocidades radiais², abordado no doutoramento de André Silva, é uma das técnicas mais poderosas para deteção e caracterização de exoplanetas. Na tese agora duplamente premiada, é feita uma análise de metodologias para extrair velocidades radiais ultra precisas a partir de espectros estelares obtidos com instrumentos de última geração, alcançando avanços em várias frentes. 

O resultado mais notável desta investigação foi o desenvolvimento do s-BART, um algoritmo que utiliza uma nova abordagem estatística, baseada na ideia de que o movimento causado por planetas deve afetar todas as cores da luz estelar da mesma forma (acromaticidade). Esta ferramenta já foi utilizada por diversos consórcios internacionais e teve um papel central em campanhas de deteção de exoplanetas..

Também descobriu um viés até agora desconhecido nas análises que usam modelos de referência (“templates”). Este problema resulta de pequenos artefactos presentes nos modelos estelares, como linhas micro telúricas (pequenas absorções causadas pela atmosfera da Terra) e certas características do detetor do espectrógrafo, que induzem um aparente desvio de velocidade radial.

Estes efeitos podem criar falsos sinais de velocidade radial, influenciando estudos de asterossismologia e em estudos de trânsitos e caracterização atmosférica via espectroscopia de transmissão. Compreender e corrigir estes vieses desempenhará um papel crucial na utilização de dados da geração atual e futura de espectrógrafos.

Na sua tese, André Silva também aponta o caminho para ultrapassar uma limitação fundamental do método atual de comparação com templates: a ideia de que o modelo da estrela não muda com o tempo. O investigador mostra ainda que é possível ajustar em simultâneo o espectro da estrela, a absorção da atmosfera terrestre e a velocidade radial. Esta descoberta abre a porta a detetar sinais planetários diretamente no espectro, sem depender de modelos fixos, e a lidar melhor com a variabilidade real da estrela.

Desde 2024, André Silva é investigador de pós‑doutoramento no IA e docente convidado na FCUP. A sua investigação centra‑se na extração de velocidades radiais de alta precisão e na identificação de vieses sistemáticos presentes neste processo. Contribuiu também para o desenvolvimento do software de observação e controlo do PoET, um telescópio solar construído em Portugal que será ligado ao espectrógrafo ESPRESSO³. Neste projeto, André Silva é o co-líder do grupo de trabalho de velocidades radiais (WG1), que tem como objetivo caracterizar e modelar o impacto dos sinais estelares em medidas de velocidades radiais.

Notas

1. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade de Lisboa, Universidade de Coimbra e Universidade do Porto, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento organizada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/04434/2025).
2. OMétodo das Velocidades Radiais deteta exoplanetas medindo pequenas variações na velocidade (radial) da estrela, devidas ao movimento que a órbita desses planetas imprime na estrela. A título de exemplo, a variação de velocidade que o movimento da Terra imprime no Sol é de apenas 10 cm/s (cerca de 0,36 km/h). Com este método é possível determinar o valor mínimo da massa do planeta. Em conjunto com o método dos trânsitos, é possível determinar a densidade do planeta, e com essa informação, fazer uma estimativa da sua composição.
3. O ESPRESSO (Echelle SPectrogaph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) é um espectrógrafo de alta resolução, instalado no observatório VLT (ESO). Foi construído com o objetivo de procurar e detetar planetas parecidos com a Terra, capazes de suportar vida e testar a estabilidade das constantes fundamentais do Universo. Para tal, consegue detetar variações de velocidade de cerca de 0,3 km/h.

Contactos
André Silva

Grupo de Comunicação de Ciência
Ricardo Cardoso Reis; Filipe Pires (coordenação)