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Durante siglos, los seres humanos se han preguntado acerca de la posibilidad de que otras Tierras orbiten estrellas distantes. Quizás algunos de estos mundos extraños albergarían formas de vida extrañas o tendrían historias o futuros únicos y reveladores. Pero fue solo en 1995 cuando los astrónomos divisaron los primeros planetas que orbitaban estrellas similares al Sol fuera de nuestro sistema solar.
En la última década, en particular, el número de planetas que se sabe que orbitan alrededor de estrellas distantes creció de menos de 100 a más de 2.000, con otros 2.000 planetas en espera de confirmación. La mayoría de estos nuevos descubrimientos se deben a un solo esfuerzo: la misión Kepler de la NASA.
Kepler es una nave espacial que alberga un telescopio de 1 metro que ilumina una cámara digital de 95 megapíxeles del tamaño de una bandeja para hornear galletas. El instrumento detectó pequeñas variaciones en el brillo de 150,000 estrellas distantes, buscando el signo revelador de un planeta que bloquea una porción de la luz de la estrella mientras transita a través de la línea de visión del telescopio. Es tan sensible que podría detectar una mosca zumbando alrededor de una única farola en Chicago desde una órbita sobre la Tierra. Puede ver a las estrellas temblar y vibrar; Puede ver astillas y destellos; y, en situaciones favorables, puede ver planetas tan pequeños como la luna.
Los miles de descubrimientos de Kepler revolucionaron nuestra comprensión de los planetas y los sistemas planetarios. Ahora, sin embargo, la nave espacial se ha quedado sin combustible de hidracina y se ha retirado oficialmente. Afortunadamente para los cazadores de planetas, la misión TESS de la NASA se lanzó en abril y se hará cargo de la búsqueda de exoplanetas.
La historia de Kepler
La misión Kepler fue concebida a principios de los años 80 por el científico de la NASA Bill Borucki, con la ayuda posterior de David Koch. En ese momento, no había planetas conocidos fuera del sistema solar. Kepler finalmente se reunió en la década de 2000 y se lanzó en marzo de 2009. Me uní al Equipo de Ciencia de Kepler en 2008 (como novato con los ojos abiertos), y finalmente copresidí el grupo que estudia los movimientos de los planetas con Jack Lissauer.
Originalmente, se planificó que la misión durara tres años y medio con posibles extensiones durante el tiempo que durara el combustible, la cámara o la nave espacial. Con el tiempo, partes de la cámara empezaron a fallar, pero la misión ha persistido. Sin embargo, en 2013, cuando dos de sus cuatro giroscopios estabilizadores (técnicamente “ruedas de reacción”) se detuvieron, la misión original de Kepler terminó efectivamente.
Incluso entonces, con algo de ingenio, la NASA pudo usar la luz reflejada del sol para ayudar a dirigir la nave espacial. La misión fue rebautizada como K2 y continuó encontrando planetas durante otra media década. Ahora, con el indicador de combustible casi vacío, el negocio de la caza del planeta se está reduciendo, y la nave espacial se quedará a la deriva en el sistema solar. El catálogo final de los candidatos a planetas de la misión original se completó a fines del año pasado, y las últimas observaciones de K2 están terminando.
La ciencia de Kepler
Exprimir el conocimiento que podamos de esos datos continuará durante los próximos años, pero lo que hemos visto hasta ahora ha asombrado a los científicos de todo el mundo.
Hemos visto algunos planetas que orbitan sus estrellas anfitrionas en tan solo unas horas y están tan calientes que la roca de la superficie se vaporiza y se arrastra detrás del planeta como una cola de cometa. Otros sistemas tienen planetas tan juntos que si estuvieras en la superficie de uno, el segundo planeta parecería más grande que 10 lunas llenas. Un sistema está tan lleno de planetas que ocho de ellos están más cerca de su estrella que la Tierra que el Sol. Muchos tienen planetas, y en ocasiones planetas múltiples, que orbitan dentro de la zona habitable de su estrella anfitriona, donde puede haber agua líquida en sus superficies.
Al igual que con cualquier otra misión, el paquete Kepler vino con compensaciones. Necesitaba mirar a una sola parte del cielo, parpadeando cada 30 minutos, durante cuatro años seguidos. Para poder estudiar las estrellas suficientes para realizar sus mediciones, las estrellas tenían que estar bastante distantes, al igual que cuando estás parado en medio de un bosque, hay más árboles lejos de ti que a tu lado. Las estrellas distantes son tenues y sus planetas son difíciles de estudiar. De hecho, un desafío para los astrónomos que desean estudiar las propiedades de los planetas de Kepler es que Kepler es a menudo el mejor instrumento para usar. Los datos de alta calidad de los telescopios terrestres requieren largas observaciones en los telescopios más grandes: recursos valiosos que limitan la cantidad de planetas que se pueden observar.
Ahora sabemos que hay al menos tantos planetas en la galaxia como estrellas, y muchos de esos planetas son muy diferentes a lo que tenemos aquí en el sistema solar. Aprender las características y personalidades de la amplia variedad de planetas requiere que los astrónomos investiguen las que orbitan estrellas más brillantes y cercanas, donde se pueden utilizar más instrumentos y más telescopios.
Entrar en tess
La misión del Satélite de exploración de exoplanetas en tránsito, dirigida por George Ricker del MIT, está buscando planetas utilizando la misma técnica de detección que utilizó Kepler. La órbita de TESS, en lugar de estar alrededor del sol, tiene una relación cercana con la luna: TESS orbita la Tierra dos veces para cada órbita lunar. El patrón de observación de TESS, en lugar de mirar a una sola parte del cielo, explorará casi todo el cielo con campos de visión superpuestos (como los pétalos de una flor).
Teniendo en cuenta lo que aprendimos de Kepler, los astrónomos esperan que TESS encuentre miles de sistemas planetarios más. Al observar todo el cielo, encontraremos sistemas que orbitan las estrellas 10 veces más cerca y 100 veces más brillantes que las que encontró Kepler, lo que abre nuevas posibilidades para medir masas y densidades de los planetas, estudiar sus atmósferas, caracterizar sus estrellas anfitrionas y establecer el pleno Naturaleza de los sistemas en los que residen los planetas. Esta información, a su vez, nos dará más información sobre la historia de nuestro propio planeta, cómo pudo haber comenzado la vida, qué destinos evitamos y qué otros caminos podríamos haber seguido.
La búsqueda para encontrar nuestro lugar en el universo continúa cuando Kepler termina su tramo del viaje y TESS toma la batuta.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por Jason Steffen. Lee el artículo original aquí.
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