La NASA contribuirá con un instrumento a una misión espacial europea que
explorará por primera vez, las atmósferas de cientos de planetas que orbitan
estrellas más allá de nuestro Sol, o exoplanetas.
El instrumento, llamado Contribución a la espectroscopía ARIEL
de exoplanetas, o CASE, agrega capacidades científicas a la misión de un
gran relevamiento de detección remota, de exoplanetas en la onda infrarroja atmosférica
de la ESA (Agencia Europea del Espacio), o ARIEL.
Se espera que la nave espacial ARIEL con CASE a bordo se lance en 2028.
CASE será administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la
NASA en Pasadena, California, con el astrofísico JPL Mark Swain como
investigador principal.
"Estoy encantado de que la NASA se asocie con la ESA en esta misión
histórica para ampliar el alcance de nuestro conocimiento sobre de qué están
hechas las atmósferas de los exoplanetas y cómo se forman y evolucionan estos
planetas", dijo Thomas
Zurbuchen, administrador asociado de la Misión Científica de la NASA. Dirección
en Washington. "Cuanta más información tengamos sobre los
exoplanetas, más nos acercaremos a comprender los orígenes de nuestro sistema
solar y a avanzar en nuestra búsqueda de planetas similares a la Tierra en
otros lugares".
Hasta ahora, los científicos han encontrado más de 4,000 exoplanetas
confirmados en la Vía Láctea.
El retirado telescopio espacial Kepler de la NASA y el Satélite de prospección
de exoplanetas
en tránsito activo (TESS) son dos observatorios que han
contribuido a este recuento.
Estos telescopios han descubierto planetas observando el brillo de la
luz de una estrella que se atenúa cuando un planeta cruza su cara, un evento
llamado "tránsito". ARIEL, llevando a CASE, irá a la
caza de planetas a través de tránsitos un paso más allá, profundizando en
planetas que ya se sabe que existen.
ARIEL podrá ver las huellas dactilares químicas, o
"espectros", de la atmósfera de un planeta a la luz de su
estrella. Para hacer esto, la nave espacial observará la luz de las
estrellas que fluye a través de las atmósferas de los planetas cuando pasan
frente a sus estrellas, así como la luz emitida por las atmósferas de los
planetas justo antes y después de que desaparezcan detrás de sus
estrellas. Estas huellas digitales permitirán a los científicos estudiar
las composiciones, temperaturas y procesos químicos en las atmósferas de los
planetas que observa ARIEL.
Estas huellas químicas de atmósferas exoplanetas son extremadamente
débiles. Identificarlos es un gran desafío para los astrónomos, y requiere
un telescopio para mirar las estrellas individuales durante mucho
tiempo. Pero muchos observatorios espaciales son multipropósito y deben
dividir su tiempo entre diferentes tipos de investigaciones
científicas. ARIEL será la primera nave espacial totalmente dedicada a
observar cientos de atmósferas de exoplanetas, buscando identificar sus
contenidos, temperaturas y procesos químicos. La adición de CASE, que
observará nubes y neblinas, proporcionará una imagen más completa de las
atmósferas de exoplanetas que observa ARIEL.
Hasta ahora, los telescopios solo han podido sondear cuidadosamente las
atmósferas de un puñado de exoplanetas para determinar su química. La
muestra mucho más grande y diversa de ARIEL permitirá a los científicos mirar
estos mundos no solo como objetos exóticos individuales, sino también como una
población, y descubrir nuevas tendencias en sus puntos en común y diferencias.
El instrumento CASE será sensible a la luz en longitudes de onda
del infrarrojo cercano, que es invisible a los ojos humanos, así como a la luz
visible. Esto complementa el otro instrumento de ARIEL, llamado
espectrómetro infrarrojo, que opera en longitudes de onda más largas. CASE
analizará específicamente las nubes y los peligros de los exoplanetas,
determinando qué tan comunes son, así como cómo influyen en las composiciones y
otras propiedades de las atmósferas planetarias. CASE también permitirá
mediciones del albedo de cada planeta, la cantidad de luz que refleja el
planeta.
La nave espacial se centrará en planetas excepcionalmente calientes en
nuestra galaxia, con temperaturas superiores a 600 grados Fahrenheit (320
grados Celsius). Es más probable que tales planetas transiten su estrella
que los planetas que orbitan más lejos, y sus cortos períodos orbitales brindan
más oportunidades para observar tránsitos en un período de tiempo
determinado. Más tránsitos brindan a los astrónomos más datos, lo que les
permite revelar la débil huella química de la atmósfera de un planeta.
La población de planeta caliente de ARIEL incluirá gigantes gaseosos
como Júpiter, así como planetas gaseosos más pequeños llamados mini-Neptunes y
mundos rocosos más grandes que nuestro planeta llamado súper-Tierras. Si
bien estos planetas son demasiado calientes para albergar la vida tal como la
conocemos, nos contarán mucho sobre cómo se forman y evolucionan los planetas y
los sistemas planetarios. Además, las técnicas y los conocimientos
aprendidos en el estudio de exoplanetas con ARIEL y CASE serán útiles cuando
los científicos usen futuros telescopios para mirar hacia mundos más pequeños,
más fríos y rocosos con condiciones que se parecen más a las de la Tierra.
El instrumento CASE consta de dos detectores y componentes electrónicos
asociados que contribuyen al sistema de guía de ARIEL. CASE aprovecha los
mismos detectores y dispositivos electrónicos que la NASA está contribuyendo a
la misión Euclid de la ESA, que investigará preguntas profundas sobre la
estructura del universo y sus dos componentes misteriosos más grandes: materia
oscura y energía oscura.
La nave espacial ARIEL con CASE a bordo estará en la misma órbita que el
telescopio espacial James Webb de la NASA, que se lanzará en 2021. Ambos
viajarán alrededor de 1 millón de millas (1,5 millones de kilómetros) desde la
Tierra hasta un punto especial de estabilidad gravitacional llamado Lagrange Point
2. Esta ubicación permite que la nave espacial circule el Sol junto con la
Tierra, mientras usa poco combustible para mantener su órbita.
Mientras Webb también será capaz de estudiar atmósferas de exoplanetas,
y sus instrumentos cubren un rango de luz similar al de ARIEL, Webb apuntará a
una muestra más pequeña de exoplanetas para estudiar con mayor
detalle. Debido a que el tiempo de Webb se dividirá, se compartirá con
investigaciones sobre otros aspectos del universo, brindará un conocimiento detallado
sobre exoplanetas particulares en lugar de encuestar a cientos. ARIEL se
lanzará varios años después de Webb, por lo que podrá aprovechar las lecciones
aprendidas de Webb en términos de planificación de observaciones y selección de
los planetas para estudiar.
"Este es un momento emocionante para la ciencia de los exoplanetas
mientras miramos hacia la próxima generación de telescopios e instrumentos
espaciales", dijo Paul
Hertz, director de la división de astrofísica en la sede de la NASA,
Washington. "CASE se suma a un conjunto excepcional de tecnologías
que nos ayudarán a comprender mejor nuestro lugar en la galaxia".
CASE es una misión de oportunidad para exploradores de astrofísica,
administrada por JPL. El Programa de Exploradores de Astrofísica es
administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt,
Maryland, para la Dirección de Misión Científica en la sede de la NASA en
Washington, DC.
Fuente: NASA – Jet Propulsion
Laboratory (JPL) – California Institute of Technology
(CALTECH)-08. noviembre.2019
