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    Imágenes de exoplanetas gigantes alrededor de estrellas cercanas

    Contrastes de hitos medidos para el HLC (centro) y SPC (izquierda) en un banco de pruebas de vacío en 2015, donde el contraste objetivo del hito de 10-8 promedio en el agujero oscuro (las regiones anulares y en forma de cuña, respectivamente) se logró para ambos coronógrafos, según lo planeado y según lo programado. Crédito:NASA

    El telescopio de reconocimiento infrarrojo de campo amplio (WFIRST) es la recomendación de mayor rango para una gran misión espacial en el estudio decenal de la NRC 2010, Nuevos mundos, Nuevos Horizontes (NWNH) en Astronomía y Astrofísica. El coronógrafo WFIRST (CGI) será el primer coronógrafo estelar de alto contraste en el espacio. Permitirá a WFIRST responder a los objetivos de NWNH mediante imágenes directas y caracterizando espectralmente exoplanetas gigantes similares a Neptuno y Júpiter. y posiblemente incluso súper-Tierras (planetas extrasolares con una masa mayor que la de la Tierra pero menor que los gigantes de hielo de nuestro Sistema Solar, Neptuno y Urano), alrededor de estrellas cercanas. El WFIRST CGI incluye un coronógrafo de pupila en forma (SPC) y un coronagrama de Lyot híbrido (HLC). Los tres hitos de tecnología CGI de WFIRST para 2015 se aprobaron con éxito.

    Primero, el HLC demostró un contraste bruto (relación de intensidad de moteado / estrella) de 10-8, utilizando un filtro de ancho de banda del 10% en luz visible (550 nm), en un entorno estático. Segundo, el SPC logró el mismo hito en las mismas condiciones. Tanto para el HLC como para el SPC, la figura de arriba muestra un excelente contraste promedio (azul-verde) en la mayor parte del campo de visión, y leve vuelta hacia arriba (rojo) en los radios interior y exterior, como se esperaba. El tercer hito se logró cuando el subsistema Low Order Wavefront Sensing and Control (LOWFS) logró su objetivo de proporcionar detección de fluctuación de fase y control al nivel de 0,4 mili-arco-segundo raíz cuadrada media (RMS), que mantendrá una estrella objetivo suficientemente centrada en la máscara de bloqueo de estrellas del coronógrafo, cuando el telescopio WFIRST experimenta desviaciones y fluctuaciones de puntería.

    Con el logro de estos hitos, La NASA es un paso importante más cerca de estar seguro de que WFIRST podrá obtener imágenes directas de planetas y discos de polvo alrededor de estrellas cercanas. Hay al menos 15 exoplanetas de velocidad radial que ambos coronógrafos podrán visualizar en sus regiones de agujeros oscuros. en unas pocas horas el tiempo de integración cada uno. El coronógrafo WFIRST permitirá a los científicos ver estos exoplanetas directamente por primera vez, y las imágenes estarán en sus colores verdaderos (usando algunos de los otros filtros de color en el CGI). Se muestra una simulación en la figura de la página 9, donde la estrella bloqueada se esconde dentro del anillo; se ve un planeta alrededor de las 5 en punto, y se supone que la estrella no tiene polvo zodiacal a su alrededor (izquierda) o una fuerte nube de polvo (derecha).

    Máscara reflectante del plano pupilar para el SPC, 24 mm de diámetro, Silicona negra en el espejo (izquierda) .Máscara reflectante de plano de imagen para la tecnología de respaldo. 155 μm de diámetro, elementos en relieve sobre silicio (centro). Máscara de transmisión de plano de imagen para HLC, 100 μm de diámetro, dieléctrico elevado y metal sobre vidrio (derecha). Todas las máscaras fueron fabricadas en el Laboratorio de Micro-Dispositivos (MDL) en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL).

    WFIRST completó con éxito su revisión del concepto de misión en diciembre de 2015, en preparación para su inicio de la Fase A en enero siguiente (que también fue un éxito). El CGI se basa en un instrumento de demostración de tecnología en WFIRST; no impulsa los requisitos de la misión más allá de los necesarios para el Wide Field Instrument. Sin embargo, con un año de tiempo de observación asignado de una misión de seis años, La NASA espera que logre avances científicos, y demostrará elementos tecnológicos clave para misiones de seguimiento, el siguiente de los cuales podría tener como objetivo encontrar planetas similares a la Tierra habitables alrededor de estrellas cercanas.

    Simulación de imagen esperada con CGI en WFIRST de un planeta (alrededor de las 5 en punto) con una nube de polvo no zodiacal (izquierda) y con una nube de polvo zodiacal (derecha). Crédito:NASA




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