La misión rumana de la NASA tomará la primera imagen de un mundo similar a Júpiter

 

El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, que actualmente está en construcción, probará nuevas tecnologías para buscar planetas en el espacio. La misión tiene como objetivo obtener imágenes de los mundos polvorientos y los discos alrededor de las estrellas cercanas con un detalle hasta mil veces mejor que otros observatorios.

Roman utilizará su Instrumento Coronógrafo, un sistema de máscaras, prismas, detectores e incluso espejos autoflexibles diseñados para bloquear el resplandor de estrellas distantes y detectar planetas en órbita alrededor de ellas, para demostrar que las técnicas de imágenes en vivo pueden funcionar mejor en el espacio que ellos. puede con telescopios terrestres.

«Podremos obtener imágenes de mundos en luz visible con el coronógrafo romano», dijo Rob Zelm, astrónomo del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California, quien codirige el plan de calibración de observación del instrumento. JPL está construyendo el Coronógrafo para los romanos. «Hacer esto desde el espacio nos ayudará a ver planetas más pequeños, más antiguos y más fríos de lo que normalmente revelan las imágenes directas, lo que nos acercará mucho más a la imagen de planetas como la Tierra».

Los exoplanetas, planetas fuera de nuestro sistema solar, están tan distantes y débiles en relación con sus estrellas anfitrionas que son prácticamente invisibles, incluso para telescopios potentes. Es por eso que todos los mundos descubiertos hasta ahora se han encontrado de forma indirecta a través de los efectos que tienen sobre sus estrellas anfitrionas. Sin embargo, los avances tecnológicos recientes permiten a los astrónomos tomar fotografías de la luz reflejada de los propios planetas.

Analizar los colores de las atmósferas de los planetas ayuda a los astrónomos a descubrir los componentes de la atmósfera. Esto, a su vez, puede proporcionar pistas sobre los procesos que ocurren en los mundos representados que pueden afectar su habitabilidad. A medida que los organismos modifican su entorno de formas que podríamos detectar, como producir oxígeno o metano, los científicos esperan que esta investigación allane el camino para futuras misiones que podrían revelar signos de vida.

Si el Instrumento Coronógrafo rumano completa con éxito su etapa de demostración de tecnología, su modo de polarimetría permitirá a los astrónomos obtener imágenes de discos alrededor de estrellas en luz polarizada, familiar para muchos como el resplandor reflejado enmascarado por gafas de sol polarizadas. Los astrónomos utilizarán imágenes polarizadas para estudiar los granos de polvo que forman los discos alrededor de las estrellas, incluidos sus tamaños, formas y posiblemente propiedades minerales. Roman puede detectar estructuras en los discos, como espacios creados por planetas invisibles. Estas mediciones complementarán los datos existentes mediante el examen de tenues discos de polvo que orbitan más cerca de las estrellas anfitrionas de lo que pueden ver otros telescopios.

Los esfuerzos actuales de obtención de imágenes directas se limitan a los planetas masivos y brillantes. Estos mundos suelen ser super-Júpiter de menos de 100 millones de años, tan jóvenes que brillan intensamente gracias al calor residual de su formación, haciéndolos detectables en luz infrarroja. También tienden a estar muy lejos de sus estrellas anfitrionas porque es más fácil bloquear la luz de una estrella y ver planetas en órbitas distantes. El Coronógrafo romano podría complementar las observaciones infrarrojas de otros telescopios al obtener imágenes de los superplanetas de Júpiter en luz visible por primera vez, según un estudio realizado por un equipo de científicos.

Pero los astrónomos también quieren imaginar planetas de primera mano como el nuestro algún día: planetas rocosos del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas similares al Sol dentro de sus zonas habitables, el rango de distancias orbitales donde las temperaturas permiten que exista agua líquida en la superficie de un planeta. Para hacer esto, los astrónomos deben poder ver planetas más pequeños, más fríos y más débiles que orbitan alrededor de sus estrellas anfitrionas más de lo que pueden ver los telescopios actuales. Al fotografiar mundos en luz visible, Roman podrá obtener imágenes de planetas maduros que abarcan varios miles de millones de años, algo que nunca antes se había hecho.

«Para obtener imágenes de planetas similares a la Tierra, necesitaríamos un rendimiento 10.000 veces mejor que lo que proporcionan las herramientas actuales», dijo Vanessa Bailey, astrónoma del Laboratorio de Propulsión a Chorro y técnica de instrumentación en Roman Coronagraph. «El instrumento Coronagraph funcionará cientos de veces mejor que los instrumentos actuales, por lo que podremos ver planetas similares a Júpiter que son 100 millones de veces más débiles que sus estrellas anfitrionas».

Un equipo de científicos simuló recientemente un objetivo prometedor para las imágenes romanas, llamado Upsilon Andromedae d. «Este exoplaneta gigante gaseoso es un poco más grande que Júpiter, orbita dentro de la zona habitable de una estrella similar al Sol y está relativamente cerca de la Tierra, a solo 44 años luz de distancia», dijo Prabal Saxena, asistente de investigación de la Universidad de Maryland. . College Park y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland y autor principal de un artículo de investigación que describe los hallazgos. «Lo que es realmente emocionante es que Roman podría ayudarnos a explorar la neblina y las nubes en la atmósfera de Obsilon Andromede d y podría actuar como un termómetro planetario al establecer restricciones en la temperatura interna del planeta».

 

Imagen que muestra una vértebra coronal bloqueando la mayor parte de la luz de la estrella. Crédito: Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA/CI Labs Esta animación combina siete imágenes del Observatorio WM Keck en Hawái para mostrar cuatro planetas gigantes que orbitan alrededor de la joven estrella HR 8799. El planeta más cercano a su estrella está aproximadamente tan lejos de su estrella como Urano es del Sol, mientras que el más externo tiene una órbita que es incluso más grande que la de Plutón. Roman podrá obtener imágenes de mundos más antiguos y fríos en órbitas más estrechas. Crédito: Jason Wang (Caltech) / Christian Marois (NRC Herzberg)

El Coronógrafo contendrá muchos componentes modernos que no han volado antes a bordo de un observatorio espacial. Por ejemplo, utilizará máscaras de párrafo especialmente diseñadas para evitar el deslumbramiento del host. estrellas mientras permite que la luz de los planetas en órbita pase a través de los planetas débiles. Estas máscaras cuentan con formas innovadoras e intrincadas que bloquean la luz de las estrellas de manera más efectiva que las máscaras tradicionales.

El Roman Coronógrafo también estará equipado con espejos deformables, que ayudan a contrarrestar pequeñas imperfecciones que reducen calidad de imagen. Estos espejos especiales medirán y proyectarán la luz de las estrellas en tiempo real, y los técnicos en tierra también pueden enviar comandos a la nave espacial para ajustarla. Esto ayudará a contrarrestar efectos como los cambios de temperatura, que pueden alterar ligeramente la forma de la óptica.

Con esta tecnología, Roman detectará planetas tan débiles que los detectores especiales contarán los fotones de luz individuales a medida que lleguen, con segundos o incluso minutos de diferencia. Ningún otro observatorio ha hecho este tipo de fotografía en luz visible por, proporcionando un paso vital hacia el descubrimiento habitable planetas Y quizás aprendamos si estamos solos en el universo.

Los estudios mencionados han sido publicados en Diario astrofísico Y el Diario astronómico.

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