Cuando un cohete SpaceX Falcon Heavy despegue del Centro Espacial Kennedy el domingo por la mañana, será un paso crucial hacia el gran objetivo de los astrónomos de encontrar exoplanetas similares a la Tierra en la Vía Láctea.
El Telescopio Espacial Romano Nancy Grace de la NASA fue diseñado para varios estudios de alta prioridad de galaxias lejanas, pero una de sus tareas clave más cerca de casa será una mirada sin precedentes al corazón lleno de estrellas de nuestra galaxia, conocido como el bulbo galáctico. Roman pasará más de una cuarta parte de su misión primaria planificada de cinco años observando esta región de 10.000 años luz de ancho, que es tan extensa y repleta de estrellas que los telescopios anteriores apenas han sondeado sus profundidades.
Este proyecto, llamado Estudio en el dominio del tiempo del Bulto Galáctico, se centrará en una banda bastante estrecha del centro de la Vía Láctea, una región que tiene aproximadamente un tamaño de ocho lunas llenas en el cielo nocturno de la Tierra. Cualquier cosa más grande habría sido más de lo que incluso el poderoso romano, con su campo de visión panorámico, podría masticar fácilmente.
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“No vamos a ver mucho del bulto, pero sí vamos a ver muy profundamente dentro del bulto y, de hecho, hasta el otro lado de la galaxia”, dice Scott Gaudi, astrónomo de la Universidad Estatal de Ohio y miembro del equipo de puesta en servicio del telescopio.
Aun así, los astrónomos aún deberían discernir cientos de millones de estrellas dentro de esa porción relativamente pequeña de cielo, explica Kristen McQuinn, líder de la oficina de misión del Telescopio Espacial Romano.
Monitorear cientos de millones de estrellas es necesario para los eventos raros y fugaces que el estudio de Roman está más preparado para encontrar. La óptica del telescopio está diseñada para captar un fenómeno llamado microlente, en el que la luz de una estrella de fondo es brevemente deformada y amplificada por los campos gravitacionales de los objetos “de primer plano” que se desplazan a través de la línea de visión de nuestro sistema solar. Otras estrellas son los objetos típicos en primer plano, y cuando albergan planetas, esos mundos también pueden impartir sus propios destellos más pequeños a la señal de microlente. La técnica es incluso sensible a exoplanetas con dimensiones similares a las de la Tierra, lo que podría permitir a los astrónomos determinar si dichos objetos son, galácticamente hablando, comunes o raros.
“La razón por la que nunca hemos hecho muchas microlentes en el pasado es porque los eventos de microlentes en sí son bastante raros”, dice McQuinn. “Para ver una por año habría que mirar 10.000 estrellas. Hay que besar muchas ranas, como dicen, pero con Roman vamos a tener cientos de millones de estrellas, por lo que lo que es raro para otro observatorio será bastante común para Roman”.
La desventaja de la microlente, sin embargo, es que cada alineación casual es un evento único, lo que significa que pocos o ningún mundo encontrado será susceptible de estudios de seguimiento.
En su estudio de protuberancias, que registra una imagen cada 12 minutos, el telescopio también buscará otras fluctuaciones en la luz de las estrellas inducidas por planetas: “tránsitos” sombríos de mundos que periódicamente revolotean por las caras de sus estrellas. Estos no podrían ser más diferentes de los fallos únicos de las microlentes, ya que se repiten una y otra vez, lo que permite estudiar más los sistemas en tránsito a lo largo del tiempo. Los tránsitos son los que revelaron la mayoría de los más de 6.000 exoplanetas ahora conocidos, y los planificadores de Roman esperan que el entorno rico en objetivos del bulbo produzca del orden de 100.000 más. Cuanto más voluminoso es un mundo y cuanto más cerca está de su estrella, más grande es la sombra que proyecta, lo que inclina la técnica hacia la búsqueda de exoplanetas masivos. Pero la sensibilidad de Roman es tal que es probable que el telescopio atrape incluso planetas tan pequeños como la Luna.
“Prácticamente cualquier cosa que se mueva, golpee o parpadee, podremos detectarla”, dice Gaudí.
“No se trata sólo de cuántos planetas hay, sino de cuántos planetas similares a la Tierra hay, cuántos planetas están realmente unidos a una estrella y otros que simplemente flotan libremente a través de nuestra galaxia”, añade McQuinn.
En conjunto, este doble golpe de la búsqueda de planetas significa que el lejano bulto de la Vía Láctea será una bonanza de datos. Además de un grupo de exoplanetas que ayudarán a guiar nuestra búsqueda de mundos similares a la Tierra alrededor de estrellas cercanas, los científicos anticipan el descubrimiento de mucho más: innumerables estrellas nuevas y enanas marrones, e incluso algunos agujeros negros de masa estelar, estrellas de neutrones y otros elementos astrofísicos exóticos. (Roman también lleva un coronógrafo que bloquea la luz de las estrellas, el mejor jamás volado en el espacio, que le permitirá tomar fotografías reales de exoplanetas del tamaño de Júpiter que pueden acechar en sistemas estelares vecinos).
Los resultados tampoco darán sólo un recuento de las estrellas y los planetas; Piense en la encuesta más bien como un censo de población que revela tendencias demográficas, como cómo, cuándo y dónde se formaron diferentes tipos de objetos. Meredith Joyce, profesora asistente en el Instituto de Tecnología de Rochester, dice que está particularmente entusiasmada por descubrir qué edad tienen realmente las estrellas del bulto. Si bien se cree que es una de las regiones más antiguas de la Vía Láctea (casi tan antigua como el universo mismo), el abultamiento también podría albergar algunas estrellas más jóvenes.
“Soy partidaria de pensar que es uniformemente antiguo, pero la verdad es que no lo sabemos”, afirma. De cualquier manera, Roman “finalmente pondrá fin a este asunto”.
Si bien el lanzamiento es el domingo, se espera que la puesta en servicio del telescopio en el espacio lleve algún tiempo. Una vez que esté en pleno funcionamiento (un hito previsto para enero de 2027), las observaciones científicas de Roman finalmente deberían comenzar.
Esto tiene a los astrónomos esperando ansiosamente lo que se puede ver cuando el velo que cubre el corazón de la Vía Láctea se levanta al menos parcialmente.
“Mucha gente ha trabajado en esto durante mucho tiempo”, dice McQuinn. “Es bastante emocionante”.