Cuando se buscan exoplanetas, las estrellas resultan irritantes.
¡Ahora no tengo nada en contra de las estrellas! Vivo cerca de uno y aprecio profundamente la luz que proporciona. Las estrellas son interesantes desde el punto de vista científico y también resultan muy bonitas.
Y, ciertamente, son necesarios. Los planetas se forman alrededor de estrellas, y esas estrellas los anclan, los calientan, les dan forma y los cambian. Las estrellas también facilitan saber dónde buscarlas.
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Pero desde lejos, pueden ser miles de millones de veces más brillantes que los planetas que albergan. Tenemos muchas ganas de aprender sobre estos exoplanetas, especialmente aquellos que podrían ser como la Tierra, pero ese tipo de resplandor hace que sea extraordinariamente difícil observarlos directamente. Por lo tanto, normalmente tenemos que confiar en métodos menos sencillos, como encontrar exoplanetas por la forma en que atraen gravitacionalmente a sus estrellas o por los mini eclipses que producen cuando pasan frente a sus estrellas.
Abundan otras técnicas de descubrimiento, pero los astrónomos han detectado muy pocos mundos alienígenas en imágenes directas en las que se ve un planeta como un punto de luz junto a su estrella.
Ahora eso está a punto de cambiar. El 30 de agosto de 2026, la NASA lanzará el Telescopio Espacial Romano Nancy Grace (romano para abreviar). Roman, un satélite espía convertido en observatorio astronómico, brindará a la humanidad una visión sin precedentes del universo.
En realidad, es similar al Telescopio Espacial Hubble, con un espejo del mismo tamaño (una consideración clave sobre cuán poderoso puede ser un telescopio). Sin embargo, el espejo de Roman está esculpido con una forma diferente; está curvado un poco más que el del Hubble, lo que amplía enormemente su campo de visión, dándole al instrumento de campo amplio, su cámara de batalla, una huella en el cielo literalmente 100 veces más grande que la del Hubble. Junto con los detectores más sensibles de Roman, esto significa que objetivos astronómicos que tomarían días del tiempo del Hubble se pueden lograr de una sola vez. Eso permitirá a Roman lograr uno de sus principales objetivos: mapear las posiciones y movimientos de miles de millones de galaxias para que los astrónomos puedan explorar la energía oscura, la fuerza aún misteriosa que está acelerando la expansión del universo.
Pero Roman también lleva otra cámara: el Instrumento Coronagráfico (o CGI), que producirá datos potencialmente aún más intrigantes. Su propósito es observar directamente planetas que orbitan alrededor de estrellas cercanas y brillantes.
El contraste es el factor crucial aquí: un exoplaneta está muy cerca de su estrella anfitriona en nuestro cielo, pero es de millones a miles de millones de veces más débil. Un coronógrafo tiene que derribar la mayor cantidad posible de luz estelar y dejar pasar la luz de un exoplaneta hasta el detector. Lo hace con una máscara opaca que cubre la estrella objetivo, el equivalente astronómico de poner la mano sobre el sol para tapar su resplandor. Los primeros coronógrafos eran simples discos metálicos que los astrónomos utilizaban para ver la tenue atmósfera exterior del Sol (la corona), de ahí el nombre.
Hemos aprendido mucho desde entonces y el CGI de Roman es mucho más sofisticado que aquellos dispositivos anteriores. Incorpora múltiples máscaras de diferentes formas, por un lado, que se pueden cambiar sobre la marcha para diferentes modos de imagen. También corrige automáticamente el problemático hecho de que la luz que pasa a través de la óptica de un telescopio no es perfectamente estable. Los cambios de temperatura, ligeras variaciones en la orientación y otros efectos añaden pequeñas fluctuaciones o inquietudes a la luz de las estrellas a medida que se mueve a través de un instrumento, lo que permite que se filtre más de lo que le gustaría a su detector. El CGI combate esto utilizando un sensor que detecta y mapea la luz entrante de las estrellas, alimentando esa información a un par de espejos delgados y flexibles justo debajo, cada uno de los cuales está vinculado a una serie de 2.304 pistones diminutos. Los pistones cambian la forma de los espejos muy rápidamente con una precisión superior a 10 nanómetros (aproximadamente una diezmilésima parte del ancho de un cabello humano) para contrarrestar con precisión la vibración, ayudando a mantener la luz enfocada y reducir cualquier desviación.
El CGI no será el primer coronógrafo que vuele al espacio, pero es, con diferencia, el más avanzado hasta el momento. Al final, su objetivo es permitirle a Roman ver un exoplaneta cuando la estrella anfitriona es cientos de millones de veces más brillante, ¡algo que ningún otro coronógrafo espacial ha logrado antes!
Y todavía no hemos terminado. Ver un exoplaneta es una cosa, pero poder analizarlo es otra. Por ejemplo, diferentes moléculas en la atmósfera de un exoplaneta absorberán o emitirán longitudes de onda o colores de luz muy específicos. Tomar un espectro (dividir esa luz en cientos o incluso miles de colores) permite a los astrónomos identificar algunas de esas moléculas atmosféricas constituyentes. El CGI de Roman está equipado con una capacidad espectroscópica de baja resolución, suficiente para identificar algo de lo que flota en el aire alienígena.
Sin embargo, toda esta maquinaria consume mucha luz: CGI necesita tantos fotones como sea posible para hacer su trabajo de detectar exoplanetas débiles. Eso, a su vez, significa que el coronógrafo de Roman sólo se puede utilizar en estrellas brillantes, aquellas de magnitud 5 o más brillantes; ese límite es sólo aproximadamente el doble de brillante que la estrella más tenue que se puede ver a simple vista. Aún así, hay más de 1.000 estrellas de este tipo en el cielo: muchos objetivos para que el coronógrafo haga su magia y muchos más de los que Roman jamás podría observar individualmente durante su misión nominal de cinco años.
Ya conocemos más de 6.000 exoplanetas. El CGI de Roman no aumentará mucho ese número, pero en este caso, es calidad sobre cantidad. Roman puede lograr tomar instantáneas y espectros de varios Júpiter y Saturno extraterrestres, pero por muy poderoso que sea su CGI, no es suficiente para detectar Tierras extraterrestres. Sin embargo, es un pionero deliberado para esa audaz tarea, que la NASA planea abordar en las próximas décadas con otro telescopio espacial de próxima generación, el Observatorio de los Mundos Habitables. En el camino, el CGI de Roman también estudiará más que exoplanetas; También veremos los restos de material de construcción planetario que rodean a las estrellas jóvenes, lo que aumentará nuestro conocimiento sobre cómo se forman los planetas en primer lugar.
A Roman se le ha llamado “Hubble con esteroides”, y la metáfora es acertada. Pero su innovación será más que la enorme cantidad de luz celestial que tragará de un solo bocado. También está en los delicados sorbos que tomará del tenue brillo de mundos lejanos que se esconden en el brillo desenfrenado de sus anfitriones, diciéndonos cómo saben.