La NASA contribuirá con un instrumento a una misión espacial europea que explorará las atmósferas de cientos de planetas que orbitan estrellas más allá de nuestro Sol. o exoplanetas, por primera vez.

El instrumento, denominada Contribución a la espectroscopia ARIEL de exoplanetas, o CASO, añade capacidades científicas a la gran encuesta de exoplanetas infrarrojos de teledetección atmosférica de la ESA (la Agencia Espacial Europea), o ARIEL, misión.

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 del JPL Mark Swain como investigador principal.

"Estoy encantado de que la NASA se asocie con la ESA en esta misión histórica para ampliar nuestra comprensión de de qué están hechas las atmósferas de los exoplanetas, y cómo estos planetas se forman y evolucionan, "dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. "Cuanta más información tengamos sobre exoplanetas, cuanto más nos acercamos a comprender los orígenes de nuestro sistema solar, y avanzar en nuestra búsqueda de planetas similares a la Tierra en otros lugares ".

Hasta aquí, los científicos han encontrado más de 4, 000 exoplanetas confirmados en la Vía Láctea. El telescopio espacial Kepler retirado de la NASA y el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito activo (TESS) son dos observatorios que han contribuido a este recuento. Estos telescopios han descubierto planetas al observar el brillo de la luz de una estrella que se atenúa cuando un planeta cruza su cara. un evento llamado "tránsito". ARIEL, estuche de transporte, llevará la búsqueda de planetas a través de los 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 ello, la nave espacial observará la luz de las estrellas fluyendo a través de las atmósferas de los planetas a medida que 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 dactilares permitirán a los científicos estudiar las composiciones, temperaturas, y procesos químicos en las atmósferas de los planetas que observa ARIEL.

Estas huellas químicas de las atmósferas de exoplanetas son extremadamente débiles. Identificarlos es un gran desafío para los astrónomos, y requiere un telescopio para mirar estrellas individuales durante mucho tiempo. Pero muchos observatorios espaciales son polivalentes, y deben dividir su tiempo entre diferentes tipos de investigaciones científicas. ARIEL será la primera nave espacial completamente dedicada a observar cientos de atmósferas de exoplanetas, buscando identificar su contenido, temperaturas y procesos químicos. La adición de CASE, que observará nubes y brumas, proporcionará una imagen más completa de las atmósferas de exoplanetas que observa ARIEL.

Hasta aquí, Los telescopios solo han podido sondear cuidadosamente las atmósferas de un puñado de exoplanetas para determinar su química. ARIEL es mucho más grande, Una muestra más diversa permitirá a los científicos ver estos mundos no solo como objetos exóticos individuales, pero como 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 luz visible. Esto complementa el otro instrumento de ARIEL, llamado espectrómetro infrarrojo, que opera en longitudes de onda más largas. CASE observará específicamente las nubes y neblinas de exoplanetas, determinando qué tan comunes son, así como también cómo influyen en la composición 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 por 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 dan a los astrónomos más datos, permitiéndoles revelar la huella química débil de la atmósfera de un planeta.

La población de planetas calientes de ARIEL incluirá gigantes gaseosos como Júpiter, así como planetas gaseosos más pequeños llamados mini-Neptunes y mundos rocosos más grandes que nuestro planeta llamados súper-Tierras. Si bien estos planetas son demasiado calientes para albergar la vida tal como la conocemos, nos dirán mucho sobre cómo se forman y evolucionan los planetas y los sistemas planetarios. Además, las técnicas y conocimientos aprendidos al estudiar exoplanetas con ARIEL y CASE serán útiles cuando los científicos utilicen futuros telescopios para mirar hacia los más pequeños, más frío, mundos más rocosos con condiciones que se asemejan 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 componentes electrónicos con los que la NASA está contribuyendo a la misión Euclid de la ESA. que explorará cuestiones profundas sobre la estructura del universo y sus dos componentes más misteriosos:la materia oscura y la 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 espera que se lance 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.

Si bien 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, compartido con investigaciones sobre otros aspectos del universo, Brindará conocimiento detallado sobre exoplanetas particulares en lugar de estudiar 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 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 de Astrofísica Exploradores, gestionado 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 Misiones Científicas en la Sede de la NASA en Washington, CORRIENTE CONTINUA.