EarthFinder: un telescopio espacial para buscar exotierras por el método de la velocidad radial

por Daniel Marín

La mayor parte de planetas extrasolares han sido detectados gracias al telescopio espacial Kepler. Este observatorio usa el método del tránsito, es decir, descubre planetas observando la disminución de luz procedente de una estrella cuando un mundo pasa por delante de su disco. Esta técnica nos da información sobre el tamaño y la órbita del planeta, pero normalmente no podemos calcular su masa. El siguiente método más popular es el de la velocidad radial, muy popular a la hora de detectar planetas extrasolares desde observatorios terrestres. Este método, a diferencia del tránsito, nos ofrece información sobre la órbita y la masa mínima del planeta, pero no nos dice nada sobre su tamaño.

EarthFinder, un telescopio espacial para detectar exotierras (NASA).

Hay planeadas varias misiones espaciales que descubrirán más planetas mediante el método del tránsito, como es el caso de TESS —que debe despegar el mes que viene— (NASA) y PLATO (ESA). Pero hasta la fecha no hay previstos observatorios espaciales que hagan uso del método de la velocidad radial. Esa carencia podría cambiar si la NASA aprueba EarthFinder, un telescopio espacial destinado a detectar exotierras en estrellas cercanas mediante la técnica de espectroscopía Doppler.

EarthFinder sería capaz de descubrir planetas en la zona habitable de las estrellas cercabas de tipo espectral FGKM (o sea, estrellas de tipo solar y enanas rojas). Para ello podría medir velocidades del bamboleo de las estrellas del orden de 1 centímetro por segundo. Esta precisión tan brutalmente elevada es necesaria para descubrir exotierras. No en vano, nuestro planeta hace oscilar al Sol con una velocidad de 9 cm/s. ExoEarth determinará la masa de estos planetas con un 10% de precisión. A pesar de usar el método “opuesto” al que usa Kepler, ExoEarth debería tener un diseño similar al del veterano telescopio. Para ahorrar costes la propuesta de diseño consiste en un observatorio espacial basado en Kepler, por lo que estaría dotado de un espejo primario de 1,4 metros de diámetro. Eso sí, en vez de usar una enorme cámara CCD como Kepler, EarthFinder emplearía tres espectrómetros de alta resolución que trabajarían en el ultravioleta, el visible y en el infrarrojo, respectivamente.

EarthFinder se situaría en el punto de Lagrange L1 o L2 del sistema Tierra-Sol, o bien en órbita solar detrás de la Tierra, justo como Kepler. Su misión primaria duraría cinco años y es de suponer que se le dotaría de algún volante de inercia más que a Kepler después de que el fallo de varias de estas unidades dieran al traste con la misión principal del famoso cazador de planetas (actualmente no puede detectar planetas de tamaño terrestre). Pero la gran diferencia es que mientras Kepler descubrió miles de exoplanetas lejanos con el método del tránsito, ExoEarth solo analizará entre 25 y 50 estrellas cercanas en búsqueda de planetas. Naturalmente, no solo podrá detectar planetas en general, sino que irá un paso más allá y nos permitirá descubrir exotierras, es decir, planetas del tamaño y masa de la Tierra situados en la zona habitable de sus estrellas.

Sensibilidad de EarthFinder (línea negra) comparada con los espectrómetros terrestres actuales (línea azul) y los futuros (línea verde) (NASA).

A diferencia de los observatorios terrestres, ExoEarth será capaz de estudiar cada estrella sin interrupciones debidas al mal tiempo, la rotación de la Tierra o las estaciones, lo que compensa el menor tamaño de este telescopio comparado con los observatorios terrestres. La alta precisión que permiten las observaciones fuera de la atmósfera también servirá para caracterizar la actividad estelar, la principal fuente de ruido que limita la detección de velocidades por efecto Doppler cuando nos acercamos al objetivo de 1 cm/s. Además, como objetivos secundarios ExoEarth también llevará a cabo otros estudios astrofísicos e incluso será capaz de realizar espectroscopía de tránsito para estudiar la composición de las atmósferas de planetas gigantes.

Por el momento EarthFinder es un simple concepto que la NASA está estudiando para ser incluido en el próximo Decadal Survey de 2020, una hoja de ruta que debe marcar los pasos a seguir por la agencia espacial en materia de exploración espacial. A su favor EarthFinder cuenta con que es una misión relativamente barata y simple que usa tecnología ya probada. En contra tiene que el retorno científico es un tanto limitado, aunque descubrir la presencia de exotierras en estrellas cercanas es un objetivo ciertamente fascinante.

Fuente:  danielmarin.naukas.com