El estudio de exoplanetas se ve dificultado por la luz de la estrella anfitriona. Los coronógrafos son dispositivos que bloquean la luz de las estrellas y tanto el JWST como el Telescopio Romano Nancy Grace están equipados con ellos. Los coronógrafos actuales no son capaces de ver otras Tierras, pero se está trabajando para superar los límites de la tecnología e incluso de la ciencia en busca de un dispositivo nuevo y más avanzado. Un artículo publicado en arXiv El servidor de preimpresión explora las técnicas cuánticas que algún día nos permitirán realizar tales observaciones.
Los coronógrafos son dispositivos que se acoplan a telescopios y fueron diseñados originalmente para estudiar la corona del sol. La corona es la capa más externa de la atmósfera del sol, pero generalmente está oculta a la vista de la luz brillante emitida por la fotosfera (la capa visible).
El dispositivo también ha sido modificado para ocultar la luz de las estrellas y estudiar los objetos débiles en sus proximidades. Estos coronógrafos estelares se emplean a menudo para buscar planetas extrasolares y los discos a partir de los cuales se forman.
Existen varias técnicas para identificar planetas extrasolares, pero la obtención de imágenes directas es una de las principales formas de conocer su naturaleza. El desafío al que se enfrenta el coronógrafo estelar es el brillo de la estrella y la relativa debilidad del planeta y la proximidad a la estrella.
Los coronógrafos pueden aumentar la relación entre el ruido (en este caso, la luz de la estrella) y la señal del exoplaneta eliminando ópticamente la luz de la estrella. En el artículo, los autores Nico Deshler, Sebastian Haffert y Amit Ashok de la Universidad de Arizona exploran si los coronógrafos son el mejor método para cazar exoplanetas.
El estudio de exoplanetas es importante para ayudarnos a aprender sobre la formación planetaria, las ciencias atmosféricas e incluso, quizás, los orígenes de la vida. El equipo abordó su análisis de las técnicas coronagráficas considerando primero el paso de detección y luego la tarea de localización en la investigación de exoplanetas.
Primero llevaron a cabo una prueba de hipótesis para ver si era probable que existiera un exoplaneta. Si la predicción se cumplió y se descubrió que existía un exoplaneta, entonces el equipo intentó estimar su posición. Volviendo a los límites cuánticos para la resolución telescópica, utilizaron la mecánica cuántica para producir un límite de la posición del exoplaneta.
Luego, el equipo comparó los coronógrafos de imágenes directas clásicos con las predicciones cuánticas anteriores. Cabe señalar que esta investigación se centró en la capacidad de los coronógrafos actuales para detectar exoplanetas similares a la Tierra utilizando la teoría cuántica.
La investigación concluye que el rechazo total del modo óptico de un telescopio es clave para lograr las mejores técnicas de detección posibles. Se cree que las separaciones entre la estrella anfitriona y el planeta que son tan cercanas que están por debajo del límite de difracción de los telescopios son abundantes en todo el universo. Por lo tanto, es necesario que se desarrollen coronógrafos cuánticos óptimos y es alentador que esta investigación descubra que producirán resultados impresionantes.
Más información: Nico Deshler et al, Cómo lograr límites cuánticos en la detección y localización de exoplanetas, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.17988
Información de la revista: arXiv
Proporcionado por Universe Today
