Ahora es posible capturar imágenes de planetas que potencialmente podrían sostener vida alrededor de estrellas cercanas, gracias a los avances reportados por un equipo internacional de astrónomos en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
Utilizando un sistema recientemente desarrollado para imágenes de exoplanetas en el infrarrojo medio, en combinación con un tiempo de observación muy largo, los autores del estudio dicen que ahora pueden usar telescopios terrestres para capturar directamente imágenes de planetas aproximadamente tres veces el tamaño de la Tierra dentro delzonas habitables de estrellas cercanas.
Los esfuerzos para obtener imágenes directamente de exoplanetas, planetas fuera de nuestro sistema solar, se han visto obstaculizados por limitaciones tecnológicas, lo que ha provocado un sesgo hacia la detección de planetas más fáciles de ver que son mucho más grandes que Júpiter y están ubicados alrededor de estrellas muy jóvenes.y lejos de la zona habitable, el "punto óptimo" en el que un planeta puede contener agua líquida. Si los astrónomos quieren encontrar vida extraterrestre, deben buscar en otra parte.
"Si queremos encontrar planetas con condiciones adecuadas para la vida tal como la conocemos, tenemos que buscar planetas rocosos del tamaño aproximado de la Tierra, dentro de las zonas habitables alrededor de estrellas más viejas similares al sol", dijo el primer autor del artículo., Kevin Wagner, miembro de Sagan en el Programa de Becas Hubble de la NASA en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.
El método descrito en el artículo proporciona una mejora de más de diez veces sobre las capacidades existentes para observar directamente exoplanetas, dijo Wagner. La mayoría de los estudios sobre imágenes de exoplanetas han buscado en longitudes de onda infrarrojas de menos de 10 micrones, deteniéndose justo por debajo del rango de longitudes de onda dondetales planetas son los que más brillan, dijo Wagner.
"Hay una buena razón para eso porque la Tierra misma está brillando en esas longitudes de onda", dijo Wagner. "Las emisiones infrarrojas del cielo, la cámara y el telescopio en sí están esencialmente ahogando su señal. Pero la buena razóncentrarse en estas longitudes de onda es allí donde un planeta similar a la Tierra en la zona habitable alrededor de una estrella similar al Sol brillará con más intensidad ".
El equipo utilizó el Very Large Telescope, o VLT, del Observatorio Europeo Austral en Chile para observar nuestro sistema estelar vecino más cercano: Alpha Centauri, a solo 4,4 años luz de distancia. Alpha Centauri es un sistema estelar triple; consta de dosestrellas - Alpha Centauri A y B - que son similares al Sol en tamaño y edad y se orbitan entre sí como un sistema binario. La tercera estrella, Alpha Centauri C, mejor conocida como Proxima Centauri, es una enana roja mucho más pequeña que orbitasus dos hermanos a gran distancia.
Un planeta que no es del doble del tamaño de la Tierra y que orbita en la zona habitable alrededor de Próxima Centauri ya ha sido detectado indirectamente a través de observaciones de la variación de la velocidad radial de la estrella, o la pequeña oscilación que exhibe una estrella bajo el tirón del planeta invisible.Para los autores del estudio, Alpha Centauri A y B podrían albergar planetas similares, pero los métodos de detección indirecta aún no son lo suficientemente sensibles como para encontrar planetas rocosos en sus zonas habitables más separadas, explicó Wagner.
"Con imágenes directas, ahora podemos superar esos límites de detección por primera vez", dijo.
Para aumentar la sensibilidad de la configuración de imágenes, el equipo utilizó un espejo telescópico secundario adaptable que puede corregir la distorsión de la luz por la atmósfera de la Tierra. Además, los investigadores utilizaron una máscara de bloqueo de la luz de las estrellas que optimizaronpara que el espectro de luz del infrarrojo medio bloquee la luz de una de las estrellas a la vez. Para permitir la observación de las zonas habitables de ambas estrellas simultáneamente, también fueron pioneros en una nueva técnica para alternar entre la observación de Alpha Centauri A y Alpha Centauri Bmuy rápido.
"Estamos moviendo una estrella dentro y una estrella fuera del coronógrafo cada décima de segundo", dijo Wagner. "Eso nos permite observar cada estrella la mitad del tiempo y, lo que es más importante, también nos permite restarun fotograma del fotograma siguiente, que elimina todo lo que es esencialmente ruido de la cámara y el telescopio ".
Con este enfoque, la luz de las estrellas y el "ruido" no deseados, la señal no deseada del telescopio y la cámara, se convierten en un ruido de fondo esencialmente aleatorio, que se puede reducir aún más apilando imágenes y restando el ruido con un software especializado.
Similar al efecto de los auriculares con cancelación de ruido, que permiten que se escuche música suave a través de un flujo constante de ruido no deseado del motor a reacción, la técnica permitió al equipo eliminar la mayor cantidad posible de ruido no deseado y detectar las señales mucho más débilescreado por posibles candidatos a planetas dentro de la zona habitable.
El equipo observó el sistema Alpha Centauri durante casi 100 horas en el transcurso de un mes en 2019, recolectando más de 5 millones de imágenes. Recopilaron alrededor de 7 terabytes de datos, que pusieron a disposición del público en http://archive.eso.org .
"Esta es una de las primeras campañas dedicadas de imágenes de exoplanetas de varias noches, en la que apilamos todos los datos que acumulamos durante casi un mes y los usamos para lograr nuestra sensibilidad final", dijo Wagner.
Después de eliminar los llamados artefactos, señales falsas creadas por la instrumentación y la luz residual del coronógrafo, la imagen final reveló una fuente de luz designada como "C1" que potencialmente podría insinuar la presencia de un exoplaneta candidato dentro del espacio habitable.zona.
"Hay una fuente puntual que se parece a lo que esperaríamos que fuera un planeta, que no podemos explicar con ninguna de las correcciones de error sistemáticas", dijo Wagner. "No estamos en el nivel de confianza para decirdescubrimos un planeta alrededor de Alpha Centauri, pero hay una señal que podría ser eso con alguna verificación posterior ".
Las simulaciones de cómo se verían los planetas dentro de los datos sugieren que "C1" podría ser un planeta del tamaño de Neptuno a Saturno a una distancia de Alpha Centauri A que es similar a la distancia entre la Tierra y el Sol, WagnerSin embargo, los autores afirman claramente que sin una verificación posterior, no se puede descartar todavía la posibilidad de que C1 se deba a algún artefacto desconocido causado por el propio instrumento.
Encontrar un planeta potencialmente habitable dentro de Alpha Centauri ha sido el objetivo de la iniciativa Breakthrough Watch / NEAR, que significa Nuevas Tierras en la Región de Alpha Centauri. Breakthrough Watch es un programa astronómico global que busca planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas cercanas.
"Estamos muy agradecidos con Breakthrough Initiatives y ESO por su apoyo para lograr otro escalón hacia la obtención de imágenes de planetas similares a la Tierra alrededor de nuestras estrellas vecinas", dijo Markus Kasper, científico principal del proyecto NEAR y coautor del artículo..
El equipo tiene la intención de embarcarse en otra campaña de imágenes en unos pocos años, en un intento de capturar este exoplaneta potencial en el sistema Alpha Centauri en una ubicación diferente, y ver si sería consistente con lo que se esperaría basado en el modeladosu órbita esperada. Otras pistas pueden provenir de observaciones de seguimiento utilizando diferentes métodos.
Se espera que la próxima generación de telescopios extremadamente grandes, como el Extremely Large Telescope of the European Southern Observatory y el Giant Magellan Telescope, para el cual la Universidad de Arizona produce los espejos primarios, aumenten las observaciones directas deestrellas cercanas que podrían albergar planetas en sus zonas habitables por un factor de 10, explicó Wagner. Entre los candidatos a considerar se incluyen Sirio, la estrella más brillante del cielo nocturno, y Tau Ceti, que alberga un sistema planetario observado indirectamente que Wagner y sus colegasintentará crear una imagen directamente.
"Hacer que la capacidad demostrada aquí sea un modo de observación de rutina, para poder captar señales de calor de planetas que orbitan dentro de las zonas habitables de estrellas cercanas, será un cambio de juego para la exploración de nuevos mundos y para la búsqueda devida en el universo ", dijo el coautor del estudio Daniel Apai, profesor asociado de astronomía y ciencia planetaria de UArizona que dirige el programa Earths in Other Solar Systems, financiado por la NASA, que apoyó en parte el estudio.
La financiación para NEAR fue proporcionada principalmente por el programa Breakthrough Watch y el Observatorio Europeo Austral ESO. Breakthrough Watch es administrado por Breakthrough Initiatives, patrocinado por Breakthrough Foundation. Breakthrough Watch proporcionó las actualizaciones de instrumentos que hicieron posibles las observaciones, yESO contribuyó con el tiempo del telescopio.
Para obtener un conjunto completo de autores e instituciones, e información sobre financiación, consulte el artículo de investigación "Imágenes de planetas de baja masa dentro de la zona habitable de Alpha; Centauri".
"Imágenes de exoplanetas de zonas habitables alrededor de Alpha Centauri", un video sobre esta investigación de Kevin Wagner, está disponible en http://www.youtube.com/watch?v=Da2EMPuGu00&feature=youtu.be
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Daniel Stolte. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :