El nuevo Telescopio Espacial Roman realizará fotografías de exoplanetas como nunca antes vistas. Usando una nueva tecnología, Roman ayudará a allanar el camino para futuras misiones para obtener imágenes de planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas cercanas y medir sus espectros para buscar signos de vida.
La infografía muestra una comparativa entre los últimos telescopios con la misión exclusiva de buscar nuevos planetas. Crédito: NASA
Un hogar lejos de casa
Los exoplanetas son tan tenues y distantes que son prácticamente invisibles, incluso para telescopios potentes. Es por eso que casi todos los mundos que se han descubierto alrededor de otras estrellas hasta ahora se han encontrado indirectamente, gracias al efecto que tienen sobre su estrella anfitriona. Sin embargo, los avances tecnológicos relativamente recientes permiten a los astrónomos tomar imágenes y espectros reales de exoplanetas.
Los planetas pueden ser miles de millones de veces más tenues que sus estrellas anfitrionas, por lo que generalmente se pierden en el resplandor. Pero al bloquear la luz de la estrella usando un coronógrafo o una “pantalla estelar”, los astrónomos pueden obtener imágenes de planetas más débiles en órbita. Esta técnica funciona mejor para sistemas planetarios jóvenes y cercanos, cuyos planetas son especialmente brillantes.
Al estudiar imágenes reales y espectros de exoplanetas, los astrónomos pueden descubrir de qué están hechas las atmósferas de los planetas. Esto, a su vez, puede ofrecer pistas sobre los procesos que ocurren en los mundos representados, que pueden afectar su habitabilidad. El estudio de las atmósferas de los exoplanetas podría incluso revelar signos de vida extraterrestre, ya que los seres vivos modifican su entorno de formas que se podrían detectar, como la producción de oxígeno o metano.
La imagen directa de planetas como la Tierra alrededor de estrellas como nuestro Sol podría ofrecer la mejor manera de comprender cómo se formó y evolucionó nuestro propio sistema solar. Más emocionante aún, podría abrirnos los ojos a un número incalculable de otros mundos potencialmente habitables.
Roman cerrará la brecha
Roman tiene como objetivo demostrar que las tecnologías de imágenes directas que han funcionado bien en los telescopios terrestres pueden funcionar aún mejor en el espacio. La misión también ampliará las observaciones actuales, que se limitan principalmente a la luz infrarroja, al ver la luz visible. Esto ayudará a los astrónomos a ver planetas más fríos por primera vez a través de la luz visible que reflejan de sus estrellas anfitrionas, e incluso a detectar nubes.
El instrumento Coronagraph de Roman ofrecerá un peldaño crucial en el viaje para encontrar vida en otros mundos. Los esfuerzos actuales de obtención de imágenes directas se limitan a planetas enormes y brillantes. Estos mundos son típicamente super-Júpiter que tienen menos de cien millones de años, tan jóvenes que todavía brillan por el calor que les quedó de su formación, lo que los hace detectables en luz infrarroja. También tienden a estar muy lejos de su estrella anfitriona porque es más fácil bloquear la luz de la estrella y ver planetas en órbitas más distantes.
Pero a los científicos les gustaría obtener imágenes directas de planetas similares al nuestro: planetas rocosos del tamaño de la Tierra en la zona habitable de estrellas similares al Sol, el rango de distancias orbitales donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta. Para hacerlo, debemos poder ver planetas más pequeños, más fríos y más tenues que orbitan mucho más cerca de sus estrellas anfitrionas de lo que los telescopios actuales son capaces de detectar.
El Telescopio Roman nos acercará un paso más al observar planetas del tamaño de Júpiter que giran alrededor de estrellas similares al Sol, orbitando tan lejos como Júpiter está del Sol. La misión podrá tomar imágenes de planetas que abarcan edades de hasta varios miles de millones de años, algo que nunca antes se había hecho, demostrando tecnología que podría ser utilizada por futuras misiones para estudiar mundos que son aún más parecidos a la Tierra. También ofrecerá una forma complementaria de sondear los sistemas planetarios al tomar imágenes de débiles discos de gas y polvo que rodean a las estrellas cercanas similares al Sol. Roman puede incluso ser capaz de revelar estructuras en los discos, como espacios creados por planetas invisibles.
El instrumento Coronagraph de Roman incluirá un modo de polarimetría que puede generar imágenes de los discos alrededor de las estrellas en luz polarizada, familiar para la mayoría de nosotros como el resplandor reflejado bloqueado por gafas de sol polarizadas. Los astrónomos utilizarán imágenes polarizadas para estudiar los granos de polvo que forman los discos alrededor de las estrellas, incluido su tamaño de grano, forma y posiblemente incluso propiedades minerales. La combinación de observaciones en luz regular y polarizada proporcionará aún más información sobre los discos alrededor de las estrellas.
El Coronagraph también tendrá un modo de espectroscopia, que permitirá a los astrónomos observar la intensidad de la luz que se emite en un rango de energías. Los astrónomos podrán ver no solo si un planeta tiene una atmósfera, sino también determinar si su atmósfera contiene metano o si tiene nubes.
Abriendo una nueva frontera
El Instrumento Coronógrafo de la misión contendrá varios componentes de última generación que nunca antes han volado a bordo de un observatorio espacial. Por ejemplo, utilizará máscaras especialmente diseñadas para bloquear el resplandor de las estrellas anfitrionas, pero permitirá que se filtre la luz de los planetas en órbita más tenues. Estas máscaras tienen formas innovadoras y complejas que bloquean la luz de las estrellas con mayor eficacia que las máscaras tradicionales.
El Instrumento Coronógrafo también estará equipado con espejos deformables, que ayudan a contrarrestar las pequeñas imperfecciones que reducen la calidad de la imagen. Usando estos espejos especiales, las imágenes de Roman revelarán mundos mucho más oscuros más cerca de su estrella anfitriona de lo que podríamos ver de otra manera. Los planetas que Roman observará son tan débiles que el Instrumento Coronógrafo incluirá detectores especiales para contar los fotones individuales de luz a medida que llegan, con segundos o incluso minutos de diferencia. Ningún otro observatorio ha hecho antes este tipo de imágenes en luz visible.
Las misiones futuras pueden aprovechar las lecciones que Roman aprende en el transcurso de su misión para ayudarlos a desempeñarse aún mejor. La información que proporcione Roman ayudará a estas misiones a buscar vida en planetas similares a la Tierra, proporcionando un paso vital para descubrir planetas habitables y posiblemente saber si estamos solos en el universo.
¡COMPARTE CIENCIA!