Algunos de los lugares más prometedores para buscar extraterrestres han permanecido, hasta ahora, en su mayoría ocultos a los astrónomos. Ahora un instrumento que cambia el juego Nirps (Searcher de planeta de infrarrojo cercano) lidera la búsqueda de los objetivos más tentadores en el cosmos: mundos potencialmente similares a la tierra alrededor de las cercanas estrellas enanas rojas.
Los enanos rojos, o M enanos, son los lugares más tentadores para buscar tierras alienígenas porque están las estrellas más abundantes y duraderas. Constituyen la mayoría de las estrellas en la Vía Láctea y brillan con una lenta a fuego lento termonuclear que debería permitirles vivir exponencialmente más tiempo que la mayoría, incluso, por ejemplo, para 14 billones de añoso 1,000 veces la edad actual del universo.
Pero los enanos también son las estrellas más pequeñas y más tenue, por lo que ellos y sus planetas pueden ser difíciles de detectar e inspeccionar. Ingrese a NIRPS, un instrumento personalizado para descubrir signos sutiles de mundos ocultos de otro modo hacer mediciones inigualables de alta precisión de los enanos M, que emiten la mayor parte de su luz en longitudes de onda infrarrojas e infrarrojas cercanas.
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“Creo que estamos en la era de oro de los enanos, donde ofrecen una gran cantidad de posibilidades: son el mejor lugar para detectar pequeños planetas del tamaño de la Tierra”, dice Natalie Hinkel, astrofísica planetaria de la Universidad Estatal de Louisiana, que no es miembro del equipo de NIRPS.
La frontera en enana M
NIRPS puede encontrar planetas a través de el método de velocidad radial (RV)que busca el pequeño tirón gravitacional que ejercen sobre sus estrellas. Este tirón cambia muy bien la velocidad de la estrella, lo que a su vez cambia casi indiscerniblemente el color de su luz. Cuando un planeta en órbita tira de su estrella más cerca de la Tierra, la luz de la estrella cambia ligeramente al extremo azul del espectro en nuestros telescopios; Cuando el planeta tira de su estrella, la luz de la estrella cambia ligeramente al extremo rojo. El bamboleo estelar de azul a rojo cíclico que es la firma de RV de un mundo pequeño que orbita un enano M corresponde a un cambio de velocidad de menos de un metro por segundo. Los enanos M son especialmente adecuados para las encuestas de planetas RV porque sus masas bajas pueden dar lugar a remolcadores más grandes y obvios de cualquier pequeño mundo que lo acompañe.
René Doyon, profesor de la Universidad de Montreal e co-invictor de NIRPS de NIRPS, contextualizado el avance en un comunicado de prensa: “Por primera vez, podemos alcanzar la precisión de la velocidad radial subméter por segundo en el infrarrojo”. Esto significa que los NIRP pueden ver una estrella distante que se acerca a través del espacio y discernir un cambio en su velocidad que es equivalente a la velocidad de un paseo tranquilo a través del parque.
Los NIRP y otros proyectos basados en RV son espectrógrafos, similares a los prismas asociados a los telescopios existentes. Al igual que un prisma se extiende la luz blanca en un arco iris de colores, un espectrógrafo divide la luz de la estrella entrante en sus longitudes de onda constituyentes, produciendo un espectro de recién llegada. “Huellas digitales“De diferentes átomos y moléculas en la atmósfera de una estrella se pueden imprimir en su espectro, y sirven como marcas de referencia para los cazadores de planetas que buscan cambios de velocidad minúsculos.
El mes pasado, en el First NIRPS Science Lanzamientos Desde el comienzo de sus operaciones en abril de 2023, los investigadores informaron sus observaciones minuciosas del Centauri Red Dwarf Proxima, la estrella vecina más cercana del sistema solar, ubicada a solo 4.2 años de luz. Nirps ayudó a confirmar la presencia de Proxima centauri bun planeta de masa de tierra en la zona habitable de la estrella donde podría existir agua líquida. También confirmó otro planeta más pequeño, Proxima centauri dque es solo un tercio la masa de la tierra. Finalmente, los nirps refutaron la existencia de otro planeta potencial que fue supuestamente para estar en el sistemaProxima Centauri c.
La zona habitable del sistema proxima Centauri, con los planetas proxima B y proxima dorando alrededor de su estrella central.
Gabriel Pérez Díaz (IAC)
Aunque dos confirmaciones, y una despido, de mundos previamente reclamados pueden no aparecer en muchos titulares, el resultado NIRPS es una hazaña notable y un gran paso adelante para comprender la verdadera naturaleza del sistema planetario más cercano al nuestro.
Sin embargo, Proxima es un caso único, y los instrumentos de RV mejorados como NIRP están preparados para descubrir un tesoro más grande y rico de mundos alrededor de los enanos cercanos. De tales estrellas dentro de nuestra propia galaxia, los astrónomos estiman que quizás uno de cada cinco planetas de puerto en sus zonas habitables.
Esta vergüenza de las riquezas planetarias significa que los NIRP no pueden estar solos a la vanguardia de las encuestas de RV. Gran parte de su trabajo se aumenta por observaciones complementarias de otro espectrógrafo llamado Searcher del planeta de velocidad radial de alta precisión (HARPS), que se adjunta al mismo telescopio que los NIRP en el Observatorio La Silla en el desierto de Atacama chileno. Harps ha participado en una búsqueda de RV para planetas desde 2003, aunque se ve con luz óptica en lugar de infrarrojo cercano, como lo hacen NIRPS. Juntos pueden distinguir planetas reales de falsos positivos causados por las brotes, puntos y actividad magnética de una estrella.
No es de extrañar, entonces, que el dúo Nirps-Harps sea el instrumento más suscrito en el Observatorio La Silla, con un “solicitud combinada de 3277 horas“Durante un período de observación de siete meses, según François Bouchy, profesor asociado en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Ginebra y el Investigador Co-Comercipal de NIRC.
Expandiendo el catálogo de Exoplanet
Hasta ahora, ya sea en infrarrojo cercano u óptico, la técnica RV ha revelado más de 1,100 de los casi 6,000 exoplanetas actualmente conocidos. Es solo solo del método de detección de planetas de tránsito, que busca inmersiones a la luz de una estrella cuando un planeta en órbita pasa frente a él, como una polilla de círculo siluada contra una llama. En general, el método de tránsito ha producido casi 4.500 exoplanetas, casi el 75 por ciento de los mundos catalogados en la NASA Archivo de exoplanet.
Pero si bien los tránsitos ahora pueden eclipsar a RV como un método de descubrimiento planetario, el RV sigue siendo una herramienta importante para los estudios de seguimiento. Nirps y sus parientes pueden ganar el trigo de la paja para miles y miles de candidatos planetarios que se encuentran a través de tránsitos, separando los verdaderos planetas de la innumerable potencial posibles falsos positivos disfrazados de mundos en tránsito. Estos instrumentos de RV de próxima generación también son vitales para revelar detalles cruciales, lo más importante, la masa estimada de un planeta, que los tránsitos no pueden resolver.
Las mediciones de masa pueden ser críticas para distinguir entre los nuevos tipos de planetas de tamaño similar para revelar si son ricos en agua, gaseosos, rocosos o alguna combinación sorprendente de estos.
Sin embargo, NIRPS es la más reciente en una familia cada vez mayor de Finders Planet de RV. Está unido en sus esfuerzos exploratorios por otros, como las investigaciones de exoplanetas de exploración NN con Doppler Spectroscopy (NEID), otro espectrógrafo de infrarrojo cercano extremadamente preciso patrocinado por la NASA y la National Science Foundation y operando en el telescopio Wiyn de 3.5 metros en el observatorio nacional Kitt Kitt en Arizona. Similar a NIRP, gran parte del trabajo de Neid implica Validando posibles planetas proporcionado por otras instalaciones; El instrumento tiene recientemente candidatos confirmados obtenido de la Misión Satélite de Survey de Exoplanet de la NASA (TESS) y La misión GAIA de la Agencia Espacial Europea (ESO).
Neid observa un rango de longitud de onda más estrecho que los nirps, aunque abarca el rango de luz visible de azul profundo a infrarrojo cercano. Puede medir los cambios en la velocidad de una estrella que está a la par con el Velocidad de arrastre de un bebécasi 30 centímetros por segundo, aunque esto no incluye el rango más amplio de Nirps en todo el infrarrojo. Sin embargo, como explica Doyon, “detectando el [RV signal of] Tierra alrededor del sol “requeriría una precisión aún más aguda de alrededor de 10 centímetros por segundo.
Alcanzar tal precisión extrema aún no es común, pero un instrumento de RV existente se está acercando: Espresso (espectrografía Echelle para exoplaneta rocosa y observaciones espectroscópicas estables), que se instala en el telescopio muy grande (VLT) de la ESO en Chile, puede lograr una sensibilidad de alrededor de 20 centímetros por segundo. Eso es lo suficientemente preciso como para encontrar mundos más pequeños que la tierraincluyendo Barnard B, que orbita la estrella de Barnard, el sistema de estrella único más cercano a la tierra. (Proxima Centauri es parte de un sistema de triple estrella).
Sin embargo, es poco probable que Barnard B se parezca mucho a la Tierra: su órbita es 20 veces más pequeña que la de Mercurio, lo que le da un año de aproximadamente tres días y una temperatura estimada de alrededor de 125 grados Celsius.
Horizontes de otro mundo
Aunque los nirps pueden encontrar mundos en abundancia, porque generalmente está observando la estrella anfitriona de un planeta en lugar de un planeta en sí, el instrumento No puedo buscar ningún signo directo de vida alienígena. Pero demuestra que la astronomía, como la historia, es cíclica. Así como otros observatorios eligieron a los candidatos para NIRP y otros espectrográficos de RV para explorar, también se seleccionarán estos instrumentos seleccionar objetivos planetarios prometedores para estudios atmosféricos por instalaciones poderosas como el telescopio espacial James Webb.
NIRPS también identificará exoplanetas interesantes para los observatorios de próxima generación como los de la NASA Nancy Grace Telescopio espacial romanoque puede lanzarse ya en 2026, y el próximo telescopio extremadamente grande (ELT) de ESO, que se está construyendo en la cumbre de Cerro Armazones en Chile y se convertirá en el telescopio terrestre más grande del mundo a finales de esta década.
Como cada tecnología revolucionaria, NIRPS ya es sucesores inspiradores: a saber, un proyecto de seguimiento llamado ANDES (Espectrógrafo Echelle de alta dispersión de Armazonas), que se está desarrollando para el ELT con el objetivo de analizar la luz no solo de las estrellas alojadas de planetas sino también de algunos planetas potencialmente habitables y potencialmente investigarlos para las biosignaturas. “Andes es NIRP en esteroides”, dice Doyon.
Más allá del horizonte cósmico, los planetas recogidos por nirps pueden ser revisados por el próximopróximo-Procesos de generación, como los de la NASA Observatorio de mundos habitablesque se imagina como el primer telescopio espacial diseñado específicamente para responder a la pregunta más apremiante de la ciencia: ¿Qué tan solos estamos realmente?