Una nueva forma de vislumbrar mundos distantes podría darnos nuestra primera mirada real a los exoplanetas
Los planetas fuera de nuestro sistema solar son cosas bastante aburridas. Tan aburridas que solo podemos verlas directamente filtrando una dispersión de rayos reflejados en medio del resplandor de su estrella madre. Incluso entonces, lo mejor que podemos hacer es un pinchazo para identificar su posición.
Reunir suficiente luz para revelar los intrincados detalles de estos mundos distantes requeriría una lente mucho más grande que cualquier cosa que podamos construir. Uno más ancho que la Tierra. más ancho que Júpiterde hecho.
Afortunadamente, ya existen lentes de escala cósmica. Gracias a la forma en que la masa penetra en el tejido del espacio, los objetos pesados como nuestro propio Sol pueden servir como telescopios a escala cósmica.
No es solo teórico. La llamada lente gravitacional se demostró por primera vez hace más de un siglo y desde entonces se ha utilizado para ampliar los límites de hasta dónde podemos ver en el Universo.
Pero usar la masa arremolinada de nuestra propia estrella para revelar los delicados cambios en la coloración y el patrón de la superficie de un exoplaneta, esa es una historia completamente diferente.
En 2020, un físico del Instituto de Tecnología de California llamado Slava Turyshev propuso una técnica mediante la cual la luz de exploración que se dobla alrededor de un planeta podría resolverse en algún tipo de imagen.
Para lograrlo se requeriría una nave espacial que pudiera cubrir una gran área del espacio, algo que empujaría los límites de materiales, combustible y velocidad de la tecnología actual.
Sobre la base de la idea de Turyshev, dos físicos de la Universidad de Stanford en los EE. UU. han propuesto ahora un nuevo método para utilizar la masa que distorsiona el espacio del Sol como un medio para enfocar la luz tenue de los exoplanetas en una imagen significativa.
Si bien su método se basa en cambio en enviar un observatorio espacial del tamaño de Hubble a las tierras heladas de nuestro sistema solar, el algoritmo para tejer la luz canalizada en un anillo alrededor del Sol en una imagen clara solo requiere una instantánea de luz.
Para probar la idea, los investigadores utilizaron datos de satélites meteorológicos de una Tierra giratoria, simulándola como un embudo de luz revestido conocido como anillo de Einstein. Su algoritmo logró descifrar la imagen distorsionada, recreando un mundo claramente reconocible (aunque bastante pixelado) al que llamamos hogar.
Cómo se vería la Tierra vista usando el Sol. (Madurowicz et al., ApJ, 2022)
En teoría, el proceso podría generar imágenes de objetos distantes 1000 veces más precisas que cualquier cosa que podamos esperar usando la tecnología moderna.
“Queremos tomar fotografías de los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas que sean tan buenas como las fotografías que podemos tomar de los planetas de nuestro propio sistema solar”. dice el físico Bruce Macintosh.
“Con esta tecnología, esperamos tomar una fotografía de un planeta a 100 años luz de distancia que tenga el mismo impacto que la imagen de la Tierra del Apolo 8”.
Desde el descubrimiento del primer exoplaneta a principios de la década de 1990, los astrónomos han descubierto signos de más de 5000 mundos que orbitan estrellas en la Vía Láctea (y posiblemente más allá).
Sin embargo, estas señales son el equivalente a escuchar pasos en la oscuridad. Podemos deducir el tamaño del planeta y su velocidad de movimiento. Incluso podríamos filtrar algunos detalles sobre la composición de su atmósfera y su temperatura.
El resto queda a nuestra imaginación, inspirándonos en las características de los planetas que componen nuestro propio sistema solar.
Sin embargo, resolver las características de las nubes, los océanos, los depósitos minerales e incluso los sumideros y las montañas en los exoplanetas podría decirnos mucho más sobre los puntos en común de las características geológicas en todo el Universo, incluido el potencial de la biología extraterrestre.
«Al tomar una foto de otro planeta, podrías mirarlo y tal vez ver muestras verdes que son bosques y manchas azules que son océanos; con eso sería difícil decir que no tiene vida». dice macintosh.
El mayor obstáculo para usar esta técnica en particular es el viaje que tendría que hacer un observatorio de este tipo.
Actualmente, la sonda Voyager 1 es el objeto hecho por el hombre más distante que jamás se haya aventurado en la fría oscuridad del sistema solar exterior. Lanzado en 1977, desde entonces ha recorrido 23.000 millones de kilómetros (14.500 millones de millas). Eso es 156 veces la distancia entre la Tierra y el Sol.
El destino requerido para un telescopio de espionaje de exoplanetas que usa el Sol como lente es más de cuatro veces esa distancia récord, un viaje que tomaría al menos un siglo en completarse utilizando todo nuestro conocimiento actual.
Las soluciones innovadoras para los viajes espaciales de larga distancia, por supuesto, podrían llevarnos allí antes. Esto significa que es posible que un telescopio cósmico que espíe un exoplaneta aún tenga su día en el Sol.
Esta investigación fue publicada en El diario astrofísico.
