filtrando la luz estelar para encontrar nuevos mundos

Filtrando la luz estelar para encontrar nuevos mundos

Observar directamente las estrellas no es una buena manera de encontrar planetas orbitando soles lejanos, pero utilizando una nueva técnica, los científicos pueden ahora filtrar la luz estelar para encontrar nuevos exoplanetas millones de veces más tenues que sus estrellas madres.

“Somos deslumbrados por esta luz estelar”, dice Ben R. Oppenheimer, conservador del Museo Americano de Historia Natural del Departamento de Astrofísica e investigador principal de Project 1640. “Una vez que realmente podemos ver esos exoplanetas, podemos determinar los colores que emiten, las composiciones químicas de sus atmósferas, e incluso las características físicas de sus superficies. En última instancia, las mediciones directas, realizadas desde el espacio, pueden ser usadas para comprender mejor el origen de la Tierra y buscar signos de vida en otros mundos”.

Utilizando los métodos de detección indirecta, los astrónomos han encontrado cientos de planetas orbitando otras estrellas. La luz que emiten las estrellas, sin embargo, es decenas de miles de billones de veces más brillante que la luz reflejada por los planetas.

Project 1640 es un avanzado sistema de obtención de imágenes de telescopio, compuesto por un sistema de óptica adaptativa, instrumentos y software más avanzados del mundo. El proyecto opera el Telescopio Hale de 200 pulgadas en el Observatorio Palomar de California. Los ingenieros del Museo Americano de Historia Natural, Instituto de Tecnología de California y Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA trabajaron más de seis años en el desarrollo del nuevo sistema.

La atmósfera de la Tierra causa estragos en la luz estelar. El calentamiento y enfriamiento de la atmósfera produce turbulencia que crea un efecto de centelleo sobre la luz procedente de una estrella. La óptica dentro de un telescopio también tuerce la luz. Los instrumentos que conforman el Project 1640 manipulan la luz estelar deformando un espejo más de 7 millones de veces por segundo para contrarrestar el centelleo. Esto produce una imagen infrarroja clara de la estrella con una precisión menor a un nanómetro; aproximadamente 100 veces menor que el tamaño de una bacteria típica.

“Fotografiar planetas directamente es sumamente desafiante”, dijo Charles Beichman, director ejecutivo del Instituto de Ciencia de Exoplanetas de la NASA en el Instituto de Tecnología de California. “Imagine intentar ver una luciérnaga volando alrededor de un reflector a miles de kilómetros de distancia”.

Un coronógrafo, construido por el Museo Americano de Historia Natural, atenúa ópticamente la estrella dejando otros objetos celestes en el campo de visión. Otros instrumentos ayudan a crear un “eclipse artificial” dentro de Project 1640. Sólo alrededor de la mitad de una fracción de la luz original permanece en forma de fondo manchado. Estas ‘manchas’ aun pueden ser cientos de veces más brillantes que los tenues planetas. Los instrumentos controlan la luz de las manchas para disminuir aún más su brillo. Lo que el instrumento crea es un agujero negro donde había estado la estrella mientras deja la luz reflejada por cualquier planeta. La coordinación del sistema es extremadamente importante, dicen los investigadores. Incluso la filtración de luz más pequeña ocultaría la luz increíblemente débil de los planetas que orbitan una estrella.

Por ahora Project 1640, el sistema de obtención de imágenes más avanzado y de mayor contraste en el mundo, se centra en estrellas brillantes relativamente cercanas a la Tierra; a aproximadamente 200 años-luz de distancia. Su estudio de tres años incluye planes para fotografiar cientos de estrellas jóvenes. Es probable que los planetas que puedan encontrar sean cuerpos muy grandes del tamaño de Júpiter.

“Mientras más aprendemos sobre ellos, más nos damos cuenta cuán enormemente diferentes pueden ser los sistemas planetarios del nuestro”, dijo el astrónomo Gautam Vasisht de JPL. “Todos los indicios apuntan a una tremenda diversidad de sistemas planetarios, mucho más allá de lo que se imaginó hace apenas 10 años. Estamos en el borde de un nuevo campo increíblemente rico”.