Cómo decir si un planeta a billones de millas de distancia es como la Tierra? Observas su órbita y la luz de las estrellas que se refleja en su superficie y atmósfera, lo que puede revelar si tiene océanos, oxígeno u ozono.
Esto es difícil de hacer. “No puedes simplemente apuntar tu telescopio a una estrella y buscar sus planetas”, dice John Mather, astrofísico senior en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. “Está inundado de resplandor”. Es casi seguro que cualquier planeta similar a la Tierra se encontrará orbitando cerca de una estrella anfitriona. Y en comparación con una estrella, el espectro de luz reflejado por un planeta es increíblemente tenue, 10 mil millones de veces más débil que la estrella, para ser exactos. “Estás buscando algo ridículamente tenue al lado de algo que brilla”, dice el astrofísico investigador de la NASA Aki Roberge. Buscar un exoplaneta con solo un telescopio, incluso uno realmente grande, es tan inútil como buscar una luciérnaga con un foco de luz en la cara.
Pero la NASA tiene algunas soluciones en proceso. Uno se llama coronógrafo de alto contraste, un instrumento complejo que suprime la luz dentro de un telescopio y será una característica del Telescopio Espacial Romano Nancy Grace, que se espera que se lance en 2027. La sombra estelar, una tecnología más joven, arroja sombra otra camino. Las sombras estelares son sondas no tripuladas que vuelan lejos frente a un telescopio para bloquear la luz. En las pruebas de simulación a escala en tierra, las sombras de las estrellas brindan capacidades de imagen increíbles, aunque aún no se han probado en el espacio.
La NASA ha pedido a los científicos que aumenten estas tecnologías de supresión de la luz de las estrellas. Las misiones futuras podrían combinarlos con grandes telescopios terrestres o un telescopio aún por diseñar cuyo lanzamiento está previsto para la década de 2040; reemplazará al Telescopio de Espacio Profundo Hubble y se encargará de descubrir, y luego inspeccionar, aproximadamente 25 exoplanetas similares a la Tierra. Las dos herramientas de bloqueo de estrellas ofrecen tecnologías superpuestas, pero algunos científicos creen que podrían funcionar juntas. “Es un debate muy vigoroso”, dice Matt Bolcar, el líder de ingeniería de sistemas ópticos en el telescopio romano y una propuesta de misión de reemplazo del Hubble, el gran topógrafo UV/óptico/IR, o LUVOIR. “Y estoy seguro de que continuará durante los próximos años”.
La luz que emana de una estrella (y del diminuto y tenue planeta que se encuentra junto a ella) se mueve en ondas. Observadas directamente por un poderoso telescopio, esas ondas son una enorme y deslumbrante mancha de luz estelar. Por cada fotón de luz del planeta, un telescopio ve 10 mil millones de fotones de luz estelar. Para ver el planeta al lado de una estrella, tienes que derribar esa luz estelar por un factor de 10 mil millones, sin perder los escasos fotones de la propia luz tenue del planeta. Eso se llama 1 x 10-10 supresión o contraste. A las 10-10, un telescopio con luz estelar suprimida puede leer la luz de la mayoría de los exoplanetas similares a la Tierra, incluso a 100 billones de millas de distancia.
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