Científicos estudian cómo eliminar ‘fotobombers’ planetarios

Imagina que vas a un parque temático con tu familia y le pides a un empleado del parque que te tome una foto grupal. Una celebridad pasa al fondo y saluda a la cámara, robando el foco de la foto. Sorprendentemente, este concepto de «fotobombeo» también es relevante para los astrónomos que buscan planetas habitables.

Cuando los científicos apuntan un telescopio a un exoplaneta, la luz que recibe el telescopio podría estar efectivamente «contaminada» por la luz de otros planetas en el mismo sistema estelar, según un nuevo estudio de la NASA. La investigación, publicada en Astrophysical Journal Letters el 11 de agosto, modeló cómo este efecto de «fotobombeo» afectaría a un telescopio espacial avanzado diseñado para observar exoplanetas potencialmente habitables y sugirió posibles formas de superar este desafío.

«Si miras a la Tierra ubicada junto a Marte o Venus desde un punto de vista distante, dependiendo de cuándo los observes, podrías pensar que ambos son el mismo objeto«, explica el Dr. Prabal Saxena, científico de Goddard Space de la NASA. Flight Center en Greenbelt, Maryland, quien dirigió la investigación.

Saxena usa nuestro propio sistema solar como análogo para explicar este efecto de fotobombas.

“Por ejemplo, dependiendo de la observación, una exo-Tierra podría estar escondida en [la luz de] lo que erróneamente creemos que es una gran exo-Venus”, dijo el Dr. Saxena. En general, se piensa que el vecino de la Tierra, Venus, es hostil a la habitabilidad, con temperaturas superficiales lo suficientemente altas como para derretir el plomo, por lo que esta mezcla podría hacer que los científicos se pierdan un planeta potencialmente habitable.

Los astrónomos usan telescopios para analizar la luz de mundos distantes para recopilar información que pueda revelar si podrían albergar vida. Un año luz, la distancia que recorre la luz en un año, es casi seis billones de millas (más de nueve billones de kilómetros), y hay unas 30 estrellas similares a nuestro Sol en aproximadamente 30 años luz de nuestro sistema solar.

Este fenómeno de fotobombas, en el que las observaciones de un planeta están contaminadas por la luz de otros planetas en un sistema, se deriva de la «función de dispersión de puntos» (PSF) del planeta objetivo. El PSF es una imagen creada debido a la difracción de la luz (la curvatura o propagación de ondas de luz alrededor de una abertura) proveniente de una fuente y es más grande que la fuente de algo muy lejano (como un exoplaneta). El tamaño de la PSF de un objeto depende del tamaño de la apertura del telescopio (el área de recolección de luz) y la longitud de onda a la que se realiza la observación. Para mundos alrededor de una estrella distante, un PSF puede resolverse de tal manera que dos planetas cercanos o un planeta y una luna parezcan transformarse en uno.

Si ese es el caso, los datos que los científicos pueden recopilar sobre tal análogo de la Tierra estarían sesgados o afectados por cualquier mundo o mundos que estuvieran bombardeando el planeta en cuestión, lo que podría complicar o evitar por completo la detección y confirmación de una exo-Tierra. un planeta potencial como la Tierra más allá de nuestro sistema solar.

Saxena examinó un escenario análogo en el que los astrónomos de otro mundo podrían estar mirando la Tierra desde más de 30 años luz de distancia, utilizando un telescopio similar al recomendado en la Encuesta decadal de astrofísica de 2020. «Descubrimos que un telescopio de este tipo a veces vería exo-Tierras potenciales a más de 30 años luz de distancia combinadas con planetas adicionales en sus sistemas, incluidos aquellos que están fuera de la zona habitable, para un rango de diferentes longitudes de onda de interés«, dijo Saxena. .

La zona habitable es esa región del espacio alrededor de una estrella donde la cantidad de luz de las estrellas permitiría agua líquida en la superficie de un planeta, lo que podría permitir la existencia de vida.

Existen múltiples estrategias para lidiar con el problema del photobombing. Estos incluyen el desarrollo de nuevos métodos de procesamiento de datos recopilados por telescopios para mitigar el potencial de que el photobombing distorsione los resultados de un estudio. Otro método sería estudiar los sistemas a lo largo del tiempo, para evitar la posibilidad de que aparezcan planetas con órbitas cercanas en los PSF de los demás. El estudio de Saxena también analiza cómo el uso de observaciones de múltiples telescopios o el aumento del tamaño del telescopio podría reducir el efecto de fotobombas a distancias similares.

Descubrir exoplanetas y determinar si alguno puede albergar vida es parte de la misión de la NASA de explorar y comprender lo desconocido, para inspirar y beneficiar a la humanidad.

Referencia

• Prabal Saxena. «Photobombing Earth 2.0: contaminación e incertidumbre relacionadas con el límite de difracción en espectros de planetas habitables». 2022. ApJL. 934. L32. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac7b93/meta