La caza de planetas similares a la Tierra, y quizás vida extraterrestre, se volvió más preciso, gracias a las mediciones de la luz de las estrellas que establecen récords y que ha sido posible gracias a un "astrocomb" del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).

El peine de frecuencia personalizado de NIST, que mide con precisión las frecuencias, o colores, de luz:asegura la precisión del análisis de la luz de las estrellas mediante un instrumento llamado espectrógrafo en el Telescopio Hobby-Eberly en Texas. El proyecto es una colaboración que involucra al NIST, la Universidad de Colorado Boulder (CU) y la Universidad Estatal de Pensilvania, el socio principal en el telescopio y espectrógrafo.

El nuevo aparato de peine por primera vez proporciona la precisión necesaria para descubrir y caracterizar planetas que orbitan estrellas enanas M, que comprenden el 70 por ciento de las estrellas de la galaxia y son abundantes cerca de la Tierra, el equipo de investigación informó en Optica .

"El peine permitió inmediatamente a nuestros colegas de Penn State tomar medidas que de otra manera no podrían hacer, Scott Diddams, miembro del NIST, dijo:"Estas herramientas mejoradas deberían permitirnos encontrar planetas habitables alrededor de las estrellas más ubicuas de nuestra galaxia".

El horno nuclear de una estrella emite luz blanca, que se modifica por elementos de la atmósfera que absorben ciertas bandas estrechas de color. Para buscar planetas que orbitan estrellas distantes, Los astrónomos buscan cambios periódicos en esta característica "huella dactilar, " es decir, variaciones muy pequeñas en los colores aparentes de la luz de las estrellas a lo largo del tiempo. Estas oscilaciones de color son causadas por el tirón de la estrella de un lado a otro por la atracción gravitacional de un planeta en órbita invisible. Este aparente bamboleo es sutil, y las mediciones están limitadas por los estándares de frecuencia utilizados para calibrar espectrógrafos.

Se han descubierto cientos de exoplanetas utilizando el análisis de oscilación de estrellas, pero un planeta con una masa similar a la de la Tierra y orbitando a la distancia justa de una estrella, en la llamada "zona Ricitos de Oro", es difícil de detectar con la tecnología convencional.

Los datos recolectados por el equipo de investigación de NIST-CU-Penn State muestran que el astrocomb permitirá detectar planetas de masa terrestre que causan cambios de color equivalentes a una oscilación de estrellas de aproximadamente 1 metro por segundo, la velocidad aproximada de una persona que camina sobre un habitación, y al menos 10 veces mejor que lo logrado anteriormente en la región infrarroja del espectro electromagnético. La luz infrarroja es el tipo principal emitido por las estrellas enanas M.

Durante los últimos 20 años, Investigadores del NIST en Boulder, Colorado, primero inventó y luego fue pionero en nuevos avances en peines de frecuencia óptica. El peine entregado a Texas es único en tener alrededor de 5, 000 dientes "muy espaciados", "o puntos de calibración de color específicos. Está adaptado a la capacidad de lectura del espectrógrafo Buscador de planetas de la zona habitable de Penn State y abarca la banda de longitud de onda infrarroja objetivo de 800-1300 nm. Tiene un tamaño de solo 60 por 152 centímetros cuadrados y está hecho de componentes comerciales relativamente simples, el peine también es lo suficientemente robusto para soportar un uso continuo en un sitio remoto.

Al proporcionar luz adaptada al espectrógrafo, el peine NIST actúa como una regla muy precisa para calibrar y rastrear colores exactos en la huella digital de una estrella y detectar cualquier variación periódica. El peine, hecho con nueva tecnología láser electroóptica, proporciona señales fuertes en frecuencias objetivo definidas con precisión que se pueden rastrear hasta estándares de medición internacionales.

El proyecto ha estado en proceso durante años. El equipo de investigación de NIST-CU-Penn State realizó una prueba en 2012 que mostró la promesa del nuevo enfoque. Se entregó el nuevo peine y vio "primera luz, "como dicen en astronomía, en febrero de 2018, y ha estado funcionando todas las noches desde mayo de 2018. El nuevo peine tiene un rango de luz más amplio y es más estable que la versión de demostración anterior.

Si bien la idea de utilizar peines de frecuencia para ayudar al descubrimiento de planetas ha generado mucho interés en todo el mundo, el nuevo astrocombustible del NIST es el primero en funcionamiento en longitudes de onda del infrarrojo cercano. Otros peines que operan actualmente en un telescopio, como el buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión (HARPS) en Chile, están dedicados a las mediciones de luz visible.