Para responder preguntas importantes sobre los sistemas planetarios, como si nuestro sistema solar es un fenómeno raro o si existe vida en planetas distintos a la Tierra, La NASA debería liderar una gran misión de imágenes directas, un telescopio espacial avanzado, capaz de estudiar exoplanetas similares a la Tierra que orbitan estrellas similares al sol. dice un nuevo informe ordenado por el Congreso por las Academias Nacionales de Ciencias, Ingenieria, y Medicina.
El estudio de exoplanetas, planetas fuera de nuestro sistema solar que orbitan una estrella, ha sido testigo de descubrimientos notables en la última década. El informe identifica dos objetivos generales en este campo de la ciencia:
Basado en estos objetivos, el comité que redactó el informe encontró que nuestro conocimiento actual del rango de características de los planetas fuera del sistema solar es sustancialmente incompleto. Un enfoque holístico para estudiar la habitabilidad en exoplanetas, utilizando tanto la teoría como las observaciones, En última instancia, se requerirá que busque evidencia de vida pasada y presente en otras partes del universo.
Si bien el comité reconoció que el desarrollo de una capacidad de generación de imágenes directas requerirá grandes inversiones financieras y una escala de tiempo prolongada para ver resultados, el esfuerzo fomentará el desarrollo de la comunidad científica y la capacidad tecnológica para comprender una miríada de mundos. Para detectar un sistema análogo a nuestro propio sistema Tierra-Sol, el informe recomienda el uso de instrumentos que permitan obtener imágenes directas de un exoplaneta bloqueando la luz emitida por las estrellas madre, como un coronógrafo o una pantalla estelar.
Además, La astronomía terrestre, habilitada por dos telescopios liderados por Estados Unidos, también desempeñará un papel fundamental en el estudio de la formación de planetas y mundos potencialmente terrestres. dice el informe. El futuro Telescopio Gigante de Magallanes (GMT) y el Telescopio de Treinta Metros propuesto (TMT) permitirían avances profundos en imágenes y espectroscopía - absorción y emisión de luz - de sistemas planetarios completos. También podrían detectar oxígeno molecular en planetas terrestres templados en tránsito alrededor de estrellas cercanas y pequeñas. dice el informe.
El comité señaló que la hoja de ruta tecnológica para permitir el pleno potencial de GMT y TMT en el estudio de exoplanetas necesita inversiones. y debería aprovechar la red existente de centros y laboratorios de EE. UU. Con ese fin, el informe recomienda que la National Science Foundation invierta tanto en telescopios como en su instrumentación de exoplanetas para proporcionar acceso desde todo el cielo a la comunidad de EE. UU.
Si bien misiones como la nave espacial Kepler han caracterizado una notable población de planetas relativamente cerca de sus estrellas, nuestro conocimiento de los mundos en los confines del universo es lamentablemente deficiente, dijo el comité. El informe dice WFIRST, la gran misión espacial que recibió la máxima prioridad en la encuesta decenal de 2010 de las Academias, jugará dos roles extremadamente valiosos:primero, permitirá un estudio de los planetas más alejados de sus estrellas que los de Kepler y otras misiones. Segundo, permitirá una gran misión de imágenes directas.
Aunque el método de velocidad radial, que mide el desplazamiento de la estrella mientras orbita el centro de masa del sistema planetario, seguirá proporcionando información esencial sobre la masa y la órbita, sus medidas están actualmente limitadas por variaciones en la superficie de la estrella y una calibración imperfecta de los instrumentos, dice el informe. Nuevos instrumentos instalados en grandes telescopios, asignaciones sustanciales de tiempo de observación, y la colaboración entre observadores y teóricos son algunos de los requisitos para el progreso. Desarrollar estos métodos e instalaciones para medir las masas de los planetas terrestres templados que orbitan estrellas similares al sol, La NASA y la NSF deberían establecer una iniciativa estratégica en Velocidades Radiales Extremadamente Precisas.
Además, La NASA debería crear un mecanismo para recopilar sistemáticamente datos sobre atmósferas de exoplanetas al principio de la misión del Telescopio Espacial James Webb. El comité también recomendó construir sobre el modelo de la iniciativa de colaboración interdisciplinaria de la NASA — Nexus for Exoplanet Science System — apoyando un esfuerzo de investigación entre divisiones que invita a propuestas para la investigación interdisciplinaria.
El comité pidió a la NASA que apoye un sólido programa de investigadores individuales que incluya subvenciones para estudios teóricos, laboratorio, e investigaciones telescópicas terrestres para realizar plenamente los beneficios científicos de las misiones de exoplanetas. El informe también reconoce que la discriminación y el acoso existen en la fuerza laboral científica y pueden afectar a la comunidad de investigación de exoplanetas. planteando barreras a la participación de personas de determinados grupos demográficos. Maximizar el potencial científico y las oportunidades de excelencia, Las instituciones y organizaciones deben tomar medidas concretas para eliminar la discriminación y el acoso y para reclutar y retener de manera proactiva a científicos de grupos subrepresentados.
