El Instrumento Coronógrafo Romano del Telescopio Espacial Romano Nancy Grace de la NASA ayudará a allanar el camino en la búsqueda de mundos habitables fuera de nuestro sistema solar al probar nuevas herramientas que bloquean la luz de las estrellas, revelando planetas ocultos por el resplandor de sus estrellas madre. La demostración de tecnología fue enviada recientemente desde el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California al Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland, donde se unió al resto del observatorio espacial en preparación para su lanzamiento en mayo de 2027.
Antes de su viaje a través del país, el coronógrafo romano se sometió a la prueba más completa hasta el momento de sus capacidades para bloquear la luz de las estrellas:lo que los ingenieros llaman "cavar el agujero oscuro". En el espacio, este proceso permitirá a los astrónomos observar la luz directamente de planetas alrededor de otras estrellas o exoplanetas. Una vez demostradas en Roman, tecnologías similares en una misión futura podrían permitir a los astrónomos usar esa luz para identificar sustancias químicas en la atmósfera de un exoplaneta, incluidas aquellas que potencialmente indican la presencia de vida.
Que comiencen las pruebas
Para la prueba del agujero oscuro, el equipo colocó el coronógrafo en una cámara sellada diseñada para simular el frío y oscuro vacío del espacio. Utilizando láseres y ópticas especiales, replicaron la luz de una estrella tal como se vería si la observara el telescopio romano. Cuando la luz llega al coronógrafo, el instrumento utiliza pequeños oscurecimientos circulares llamados máscaras para bloquear eficazmente la estrella, como la visera de un automóvil que bloquea el sol o la luna que bloquea el sol durante un eclipse solar total. Esto hace que los objetos más débiles cerca de la estrella sean más fáciles de ver.
Los coronógrafos con máscaras ya vuelan en el espacio, pero no pueden detectar un exoplaneta similar a la Tierra. Desde otro sistema estelar, nuestro planeta de origen parecería aproximadamente 10 mil millones de veces más tenue que el Sol, y los dos están relativamente cerca uno del otro. Por lo tanto, intentar obtener una imagen directa de la Tierra sería como intentar ver una mota de alga bioluminiscente junto a un faro a 3.000 millas (unos 5.000 kilómetros) de distancia. Con las tecnologías coronagráficas anteriores, incluso el resplandor de una estrella enmascarada abruma a un planeta similar a la Tierra.
El coronógrafo romano demostrará técnicas que pueden eliminar más luz estelar no deseada que los coronógrafos espaciales del pasado mediante el uso de varios componentes móviles. Estas partes móviles lo convertirán en el primer coronógrafo "activo" en volar al espacio. Sus herramientas principales son dos espejos deformables, cada uno de sólo 2 pulgadas (5 centímetros) de diámetro y respaldados por más de 2.000 pequeños pistones que se mueven hacia arriba y hacia abajo. Los pistones trabajan juntos para cambiar la forma de los espejos deformables para que puedan compensar la luz parásita no deseada que se derrama por los bordes de las máscaras.
Los espejos deformables también ayudan a corregir imperfecciones en otras ópticas del telescopio romano. Aunque son demasiado pequeñas para afectar otras mediciones altamente precisas de Roman, las imperfecciones pueden enviar luz de estrella perdida al agujero oscuro. Los cambios precisos realizados en la forma de cada espejo deformable, imperceptibles a simple vista, compensan estas imperfecciones.
"Los defectos son tan pequeños y tienen un efecto tan pequeño que tuvimos que hacer más de 100 iteraciones para hacerlo bien", dijo Feng Zhao, subdirector de proyecto del Roman Coronagraph en el JPL. "Es como cuando vas a ver a un optometrista y te colocan diferentes lentes y te preguntan:'¿Éste es mejor? ¿Qué tal este?' Y el coronógrafo funcionó incluso mejor de lo que esperábamos".
Durante la prueba, las lecturas de la cámara del coronógrafo muestran una región en forma de rosquilla alrededor de la estrella central que lentamente se oscurece a medida que el equipo dirige más luz estelar lejos de ella, de ahí el apodo de "cavar el agujero oscuro". En el espacio, un exoplaneta escondido en esta región oscura aparecería lentamente a medida que el instrumento hace su trabajo con sus espejos deformables.
Mundos habitables
Se han descubierto y confirmado más de 5.000 planetas alrededor de otras estrellas en los últimos 30 años, pero la mayoría se han detectado indirectamente, lo que significa que su presencia se infiere en función de cómo afectan a su estrella madre. Detectar estos cambios relativos en la estrella madre es mucho más fácil que ver la señal del planeta mucho más débil. De hecho, se han fotografiado directamente menos de 70 exoplanetas.
Los planetas de los que se han obtenido imágenes directas hasta la fecha no son como la Tierra:la mayoría son mucho más grandes, más calientes y, por lo general, más alejados de sus estrellas. Estas características los hacen más fáciles de detectar pero también menos hospitalarios para la vida tal como la conocemos.
Para buscar mundos potencialmente habitables, los científicos necesitan obtener imágenes de planetas que no sólo sean miles de millones de veces más tenues que sus estrellas, sino que también orbiten alrededor de ellas a la distancia adecuada para que exista agua líquida en la superficie del planeta, un precursor del tipo de vida encontrado. en la Tierra.
Desarrollar la capacidad de obtener imágenes directas de planetas similares a la Tierra requerirá pasos intermedios como el coronógrafo romano. En su máxima capacidad, podría obtener imágenes de un exoplaneta similar a Júpiter alrededor de una estrella como nuestro sol:un planeta grande y frío justo fuera de la zona habitable de la estrella.
Lo que la NASA aprenda del Coronógrafo Romano ayudará a abrir el camino para futuras misiones diseñadas para obtener imágenes directas de planetas del tamaño de la Tierra que orbitan en las zonas habitables de estrellas similares al Sol. El concepto de la agencia para un futuro telescopio llamado Observatorio de Mundos Habitables tiene como objetivo obtener imágenes de al menos 25 planetas similares a la Tierra utilizando un instrumento que se basará en lo que el Instrumento Coronógrafo Romano demuestra en el espacio.
"Los componentes activos, como los espejos deformables, son esenciales si se quieren alcanzar los objetivos de una misión como el Observatorio de Mundos Habitables", dijo Ilya Poberezhskiy, ingeniero de sistemas del proyecto del Coronógrafo Romano del JPL. "La naturaleza activa del instrumento coronógrafo romano permite llevar la óptica ordinaria a un nivel diferente. Hace que todo el sistema sea más complejo, pero no podríamos hacer estas cosas increíbles sin él".
Proporcionado por la NASA
