El telescopio espacial de próxima generación de la NASA debería lanzarse a más tardar en 2027.Telescopio espacial romano Nancy Gracees un poderoso telescopio infrarrojo de campo amplio que produce un campo de visión panorámico 100 veces mayor que el del Hubble.El telescopio romano tiene varios objetivos científicos, uno de los cuales es completar un censo de exoplanetas para responder preguntas sobre su habitabilidad.
Un nuevo estudio muestra cómo el Telescopio Espacial Romano podría medir el polvo en sistemas solares distantes para ayudar a encontrar planetas habitables.
Hay un tipo de polvo en nuestro sistema solar llamado polvo zodiacal o polvo zodiacal.polvo interplanetario.El polvo es principalmente el resultado de asteroides, colisiones entre cuerpos del Cinturón de Kuiper y actividad de cometas.No es el polvo primordial de los primeros días del sistema solar.La mayor parte de ese polvo inicial se ha ido.
El polvo de la eclíptica de nuestro sistema solar está contenido en la región desde cerca del Sol hasta el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter.El polvo dispersa la luz solar, convirtiéndola en la segunda más brillante en el cielo después del sol cuando se ve desde la distancia.Pero el polvo plantea un problema al estudiar exoplanetas.Si un sistema solar remoto tiene su propio polvo interplanetario, la niebla puede oscurecer los planetas de ese sistema con luz óptica.
El polvo puede ser un problema, pero también puede ser una señal importante.
Los astrónomos pueden usar el telescopio romano para encontrar este polvo en sistemas solares distantes.Cuando los astrónomos encuentran polvo extrazodiacal como este alrededor de una estrella, indica la presencia de un cuerpo rocoso.Aumenta la probabilidad de un planeta habitable.Si Roman no puede encontrar este polvo, también es una victoria. Sin polvo en el camino, el sistema solar es un buen objetivo para futuras observaciones con telescopios ópticos.
El título del nuevo artículo es “La sensibilidad del instrumento coronógrafo romano al polvo extraterrestre.El autor principal es Ewan Douglas, profesor asistente de astronomía en la Universidad de Tucson.Este artículo fue publicado en la publicación de la Pacific Astronomical Society.
“Nadie sabe mucho sobre el polvo extraterrestre porque está tan cerca de la estrella anfitriona que suele ser muy difícil de observar porque se pierde en el resplandor”.
Coautores del estudio Bertrand Mennesson, JPL.
“Si no encontramos mucho polvo alrededor de una estrella en particular, significa que podemos ver planetas potenciales con relativa facilidad en futuras misiones”, dijo Douglas.“Pero si encontramos este tipo de polvo, podemos estudiarlo y aprender todo tipo de cosas interesantes sobre sus orígenes, como cometas y asteroides en este sistema, y los efectos de los planetas invisibles en su brillo y distribución.¡La ciencia gana-gana!”
La cantidad de polvo en el sistema solar indica la cantidad y el tipo de actividad.Por ejemplo, los cometas liberan mucho polvo zodiacal cuando pasan por el interior del sistema solar.Los astrónomos encuentran sistemas polvorientos en el zodíaco exterior que sugieren altos niveles de actividad cometaria.
La distribución del polvo también es una pista.Los patrones de distribución pueden ser una señal de que el planeta está tallando escombros a lo largo de su órbita.
Pero en nuestro estado actual no sabemos mucho sobre el polvo en otros sistemas.Es difícil de ver.
“El polvo de apariencia está tan cerca de las estrellas que por lo general es muy difícil de ver porque está oscurecido por el resplandor, por lo que nadie sabe mucho al respecto”, dijo Bertrand Menesson, director asistente del proyecto de Roman en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. Coautor del artículo.”No estamos seguros de qué encontrarán los romanos en estos otros sistemas planetarios, pero estamos emocionados de tener finalmente un observatorio equipado para explorar estos aspectos de su reino habitable”.
El coronógrafo del telescopio juega aquí un papel importante.Los coronógrafos son como gafas de sol.Bloquea el resplandor de las estrellas en sistemas solares distantes, lo que permite a los astrónomos ver objetos más débiles.Sin una autopsia, no puedes ver la suciedad en otros sistemas.El coronógrafo de Roman será el coronógrafo más potente jamás utilizado.
Otros telescopios espaciales, incluido el Hubble, tienen relojes espada.Sin embargo, Hubble es relativamente simple en comparación con el telescopio romano.El coronógrafo del Telescopio Romano usa filtros y espejos deformables para sustraer la poderosa luz de las estrellas de la imagen, dejando atrás la luz planetaria o el polvo zodiacal.
“El Roman Coronógrafo está equipado con sensores especiales y espejos deformables que miden y restan activamente la luz de las estrellas en tiempo real”, dijo el coautor John Debes.Debes es astrónomo en el Laboratorio de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore.”Esto ayudará a proporcionar un nivel muy alto de contraste, que es 100 veces mejor que el que proporciona el coronógrafo pasivo del Hubble, donde necesitamos encontrar polvo caliente orbitando cerca de la estrella anfitriona”.
El polvo exozodiacal y lo que podemos aprender de él son nuevas fronteras en astronomía.Los astrónomos han captado imágenes de polvo frío muy lejos de la estrella anfitriona, y el polvo más lejos de la estrella que Neptuno está más lejos del Sol.Pero hasta ahora, nadie ha podido detallar el polvo caliente más cerca de una estrella.
Tenemos una comprensión preliminar del polvo caliente observado con un gran interferómetro de telescopio binocular.tantoEncontrar firmas observables de sistemas terrestres(HOSTS) fueron un trampolín para una mayor comprensión del polvo extrazodiacal.HOSTS determinó el brillo y la densidad del polvo cálido que flota en las regiones habitables de las estrellas cercanas, proporcionando un trampolín para comprender el polvo extraterrestre.Sus observaciones han ayudado a determinar cuán poderosos deben ser los futuros telescopios para ver exoplanetas distantes a pesar de la presencia de polvo.
El Telescopio Espacial Romano ofrece más que un poderoso coronógrafo.No sufrirá algunas de las limitaciones que está experimentando el Hubble.Hubble está en órbita terrestre baja y debe luchar contra la existencia de la Tierra estudiando objetos distantes.Sin embargo, Roman estará en una posición buena y estable en LaGrange Point 2 (L2), a 1,6 millones de kilómetros (1 millón de millas) de la Tierra.
Los astrónomos están ansiosos por estudiar porque existe una diferencia crucial entre el polvo exozoico más cálido que se encuentra más cerca de las estrellas distantes y el polvo más visible y más frío que se encuentra más lejos de las estrellas.El polvo cerca de las estrellas está dominado por granos de roca, mientras que el polvo más alejado está formado por granos de hielo.Diferentes procesos forman diferentes granos, por lo que un tipo no es similar a otro.
“Al explorar este polvo, podemos aprender sobre los procesos que formaron los sistemas planetarios –dice el coautor Debes–. Podría proporcionar información importante para futuras misiones destinadas a obtener imágenes de planetas en zonas habitables”.“Al averiguar cuánto polvo extrazodiacal está bloqueando posibles planetas en sistemas vecinos, podemos ver cómo se necesitarán grandes telescopios futuros para atravesarlo.Las observaciones del coronógrafo romano podrían ser un trampolín importante para encontrar análogos de la Tierra”.
El polvo exozoico también suprime otros aspectos de la ciencia de los exoplanetas.Una forma de determinar la habitabilidad potencial o detectar biomarcadores es estudiar las atmósferas de los exoplanetas.Pero el polvo puede interponerse en el camino.”Dado que la mayoría de la luz estelar reflejada y muchos biomarcadores de interés pertenecen a las longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas (infrarrojas cercanas), la dispersión de la luz visible por el polvo es una fuente importante de flujo de fondo, lo que limita la caracterización espectral detallada de las atmósferas exoplanetarias”. .
Se espera que el Telescopio Espacial Romano allane el camino para otra misión llamada Observatorio de Exoplanetas Habitables (Habitable Exoplanet Observatory, HabEx). HabEx aún se encuentra en la fase de concepto y diseño, y si da sus frutos, la fecha de lanzamiento actual propuesta es 2035. La misión de HabEx es obtener imágenes directas de sistemas planetarios alrededor de estrellas, como el Sol.Detecta todo tipo de planetas, pero la atención se centra en el mundo similar a la Tierra.HabEx puede obtener imágenes de algunos de estos planetas directamente.También analiza la espectroscopia atmosférica para habitabilidad o signos vitales.
Las misiones HabEx son únicas en su enfoque.En lugar del gráfico de corona integrado, utiliza un tono de estrella separado.La luz de las estrellas está a unos 77 000 km (48 000 millas) del telescopio, bloqueando la luz de estrellas distantes y permitiendo que la luz planetaria alcance el instrumento del telescopio.
En este estudio, los autores utilizaron simulaciones para determinar cuántas de las estrellas objetivo preseleccionadas para la misión HabEx podrían ser observadas por el telescopio romano.Los coronógrafos avanzados de Roman Telescope ofrecen más capacidad para observar planetas en regiones habitables que los modelos anteriores.La idea es obtener un conocimiento previo de la luz de fondo dispersada por el polvo extraterrestre que HabEx encontrará cuando comience a observar.
“Este análisis muestra que el coronógrafo romano impondrá un nuevo límite en el brillo de la luz dispersada por el polvo extrazodiacal en el HZ de una estrella cercana”, dice el artículo.“Estos programas proporcionarán información valiosa sobre los fondos de luz dispersa que enfrentarán futuras misiones para obtener imágenes y caracterizar espectralmente planetas similares a la Tierra”.
El conocimiento detallado que proporcionará el telescopio romano para la iluminación adicional ayudará a allanar el camino para las misiones HabEx.“… Saber de antemano qué sistemas tienen una luz de iluminancia adicional excesiva puede optimizar mejor las futuras búsquedas directas de imágenes de planetas similares a la Tierra”.
“Esto tiene el potencial de optimizar las estrategias de observación de exoplanetas para futuras misiones al permitir la orientación selectiva de sistemas de bajo polvo… ”, escribe el autor.
Las mediciones detalladas de polvo extrazodiacal son solo una de las contribuciones del telescopio romano a la astronomía.Y la conexión entre Roman y HabEx es solo una conexión de misión a misión.Los romanos también estudiarían la energía oscura y la expansión del universo, en la queMisión Euclides de la ESA.
Vivimos en una era adecuada para la astronomía.El tan esperado Telescopio Espacial James Webb comenzará a hacer observaciones pronto, y Nancy Grace Roman se lanzará en unos años, y el histórico Telescopio Espacial Hubble parece casi invencible.Los observatorios terrestres, como el Observatorio Vera Rubin, estarán operativos pronto, junto con supertelescopios como el E-ELT y el Telescopio Magallanes.
Si hay planetas como la Tierra habitados por vida, es posible que estemos a punto de encontrar algunos de ellos.
más:
- presione soltar:Cómo el polvo cósmico investigado por Roman de la NASA ayudó a encontrar otra Tierra
- Trabajos de investigación:Sensibilidad de los instrumentos del coronógrafo romano al polvo exozodiacal
- El universo de hoy:Nancy Grace Roman Telescope hará su propia versión gran angular del Hubble Deep Field.