La búsqueda de Far Out y mundos
errantes.
Los astrónomos han hecho
grandes avances en el descubrimiento de planetas fuera de nuestro sistema
solar, denominado "exoplanetas". De hecho, en los últimos 20 años más
de 5.000 exoplanetas han sido detectados más allá de los ocho planetas que pertenecen
nuestro sistema solar.
Cuando un exoplaneta pasa por delante de una estrella
más distante, su gravedad hace que la trayectoria de la luz de la estrella se
curve, y en algunos casos da como resultado un breve brillo de la estrella de
fondo como si se viera por un telescopio. El concepto artístico ilustra este
efecto. Este fenómeno de “microlente gravitacional” permite a los científicos a
buscar exoplanetas que están demasiado lejos para ser detectados de otra
manera.
Créditos: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle
La mayoría de estos
exoplanetas se han encontrado cercanos a su estrella madre completando una
órbita en horas, días o semanas, mientras que algunos han sido hallados en
órbita similares a la de la Tierra con el Sol concluyendo su círculo en un año
terrestre. Pero, ¿qué pasa con aquellos mundos que orbitan mucho más lejos,
como Júpiter y Saturno, o, en algunos casos, aquellos exoplanetas de libre
flotación y que no tienen ninguna estrella en su entorno.
Esta semana, la NASA, utilizando el telescopio espacial Kepler, y otros observatorios en la Tierra se han unido para dar inicio a un experimento global en la observación de exoplanetas. Su misión: realizar una estudio de millones de estrellas hacia el centro de la Vía Láctea en busca de puestos de avanzada y exoplanetas que vaguen entre las distantes estrellas planetarias.
Mientras que las técnicas
de búsqueda de planetas de hoy en día han favorecido el hallazgo de exoplanetas
cercanos a su sol, las regiones exteriores de un sistema planetario siguen en
gran parte sin explorar. En el kit de herramientas de detección de exoplanetas,
los científicos tienen una técnica muy adecuada para la búsqueda de estos
cuerpos celestes que se encuentran más alejados de sus estrellas. Esta técnica
es llamada microlente gravitacional.
Microlente gravitacional.
Para este experimento, los
astrónomos se basan en el efecto de una fuerza fundamental y familiar de la
naturaleza la cual ayuda a detectar la presencia de estos mundos, la
gravedad. La gravedad de objetos masivos como estrellas y planetas
produce un efecto notable en otros objetos cercanos.
Pero la gravedad también
influye en la luz, desviando o deformando, la dirección de la luz que pasa
cerca de objetos masivos. Este efecto de flexión puede hacer actuar como una
lente, concentrando la luz de un objeto distante, al igual que una lupa cuando
se enfoca la luz del sol. Los científicos pueden aprovechar el efecto de la
deformación mediante la medición de la luz de estrellas distantes, en busca de
un abrillantador que podrían ser causados por un objeto masivo, como un
planeta, que pasa entre un telescopio y una estrella de fondo distante, tal
detección podría revelar un exoplaneta oculto.
"La probabilidad de
que la misión K2 de utilizar la gravedad
para ayudar a explorar los exoplanetas es uno de los más fantásticos
experimentos astronómicos de la década", dijo Steve Howell, científico del
proyecto para las misiones Kepler y K2 del NASA Ames Research Center de la NASA
en Silicon Valley, California. "Estoy feliz de ser parte de esta campaña
K2 y se parte de los muchos descubrimientos que se harán."
En un experimento global en la observación de
exoplanetas, la misión K2 y observatorios terrestres en seis continentes
inspeccionarán millones de estrellas hacia el centro de la Vía Láctea. Usando
una técnica llamada microlente gravitacional, los científicos saldrán a la caza
de exoplanetas que orbitan lejos de su estrella, como Júpiter está de nuestro
sol, y de exoplanetas de libre flotación que vagan entre las estrellas. El
método permite localizar exoplanetas que se encuentran hasta 10 veces más
distante que los encontrados por la misión Kepler original, que utiliza la
técnica del tránsito. El concepto artístico ilustra las posiciones relativas de
las áreas de búsqueda para misiones K2 y Kepler de la NASA.
Créditos: NASA Ames / W. Stenzel y JPL-Caltech / R.
Herir.
Este fenómeno de
microlente gravitacional - "micro" debido a que el ángulo con
el que se desvía la luz es pequeña - es
el efecto para el cual los científicos estarán buscando durante los próximos
tres meses. Cuando un exoplaneta pasa por delante de una estrella más distante,
su gravedad hace que la trayectoria de la luz de las estrellas se curve, y en
algunos casos los resultados dan un breve brillo de la estrella de fondo para
el observador al verlo a través de un telescopio.
"Estamos aprovechando
la oportunidad de utilizar la cámara especialmente sensibles de Kepler para
olfatear los planetas de una manera diferente", dijo Geert Barentsen,
científico de investigación en Ames. Los observatorios terrestres registrarán
mediciones simultáneas de estos breves eventos. Desde sus diferentes puntos de
vista, el espacio y la Tierra, las mediciones pueden determinar la ubicación
del objeto-lente de primer plano a través de una técnica llamada paralaje.
"Esta es una
oportunidad única para la misión K2 y los observatorios en la Tierra para
realizar un estudio de micro-lente de campo amplio dedicado cerca del centro de
nuestra galaxia", dijo Paul Hertz, director de la División de Astrofísica
en el Directorio de Misiones Científicas de la NASA en la sede de la agencia en
Washington. Además, debido a que la nave espacial Kepler es de unos 100
millones de millas de la Tierra, las mediciones espaciales y terrestres
simultáneas utilizarán la técnica de paralaje para caracterizar mejor los
sistemas que producen estas amplificaciones de luz ".
Para entender el paralaje,
extender su brazo y levantar el pulgar. Cierre un ojo y se centran en el pulgar
y luego hacer lo mismo con el otro ojo. Su pulgar parece moverse en función del
punto de vista. Para los seres humanos, el uso de paralaje, sirve para
determinar la distancia y la profundidad de la percepción.
Voltear la nave espacial
La nave espacial Kepler en
su órbita alrededor del sol, normalmente está apuntando lejos de la Tierra
durante la misión K2. Pero esta orientación significa que la parte del cielo que
está siendo observado por la nave espacial no puede ser observado desde la
Tierra generalmente al mismo tiempo, ya que es en su mayoría en el cielo
diurno.
Para permitir
observaciones simultáneas con base en tierra, los ingenieros de operaciones de
vuelos en Ball Aerospace y el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de
la Universidad de Colorado en Boulder llevará a cabo una maniobra de giro de la
nave espacial en torno a apuntar el telescopio en el vector de velocidad hacia
adelante. Así, en lugar de mirar hacia dónde ha estado, la nave verá en la
dirección de hacia dónde se dirige.
Esta alineación dará lugar
a una oportunidad de ver la Tierra y la Luna a medida que cruzan el campo de
visión de la nave espacial. El 14 de abril a las 11:50 am PDT (18:50 UT),
Kepler grabará una imagen a pantalla completa. El resultado de esa imagen se dará
a conocer al archivo público en junio, una vez que los datos han sido
descargados y procesados. Kepler mide el cambio en el brillo de los objetos y
no resuelve el color o las características físicas de un objeto observado.
La observación de la Tierra
Para lograr los objetivos
de este importante ejercicio de investigación y la comunidad trayectoria de
investigación en previsión de WFIRST, aproximadamente dos docenas de
observatorios en la Tierra en seis continentes observarán en concierto con K2.
Cada uno contribuirá a diversos aspectos del experimento y ayudará a explorar
la distribución de los exoplanetas a través de una gama de sistemas estelares y
distancias.
Estos resultados ayudarán
en nuestra comprensión de ambas arquitecturas de sistemas planetarios, así como
la frecuencia de los exoplanetas a través de nuestra galaxia.
Durante el período de
observación más o menos de 80 días, los astrónomos esperan descubrir más de 100
eventos de lente, diez o más de lo que puede tener las firmas de los
exoplanetas que ocupan los regímenes relativamente inexploradas del espacio de
parámetros.
Ames administra
las misiones Kepler y K2 para el Directorio de Misiones Científicas de la NASA.
JPL de la NASA en Pasadena, California, logró el desarrollo de la misión
Kepler. Bola Aerospace & Technologies Corporation opera el sistema de vuelo
con el apoyo del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad
de Colorado en Boulder.
La animación muestra el fenómeno de microlente
gravitacional. Como un exoplaneta pasa por delante de una estrella más
distante, su gravedad hace que la trayectoria de la luz de las estrellas de la
curva, y en algunos casos los resultados en un breve brillo de la estrella de
fondo como se ve por un telescopio. Trabajar en equipo en un experimento global
en la observación de exoplanetas, los observatorios de misión K2 y basados en
la Tierra de la NASA en seis continentes utilizarán microlente gravitacional
para buscar exoplanetas que están demasiado lejos y oscuro para detectar
cualquier otra manera.
Créditos: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle
Fuente
NASA Ames / JPL-Caltech /
T. Pyle/R. Herir/ W. Stenzel
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