El cazador de planetas más nuevo de la NASA probablemente ha encontrado su primer planeta, y días después de eso, el segundo. Los astrónomos esperan la confirmación independiente de otros telescopios, pero un exceso de nuevos planetas podría estar llegando gracias a una lista de candidatos 73 profunda y contando, un recorrido impresionante para un telescopio espacial que tomó su primera imagen científica hace menos de dos meses.
El satélite de estudio de tránsito de exoplanetas en tránsito (TESS) se lanzó en abril de este año y pasó unos meses volando a su órbita final, dando vueltas hasta la luna y luego de nuevo cerca para transmitir datos a la Tierra. Desde esta posición, TESS realizará una encuesta de dos años para escanear alrededor del 85 por ciento del cielo. Se espera que el observatorio en órbita detecte miles de exoplanetas alrededor de las estrellas más cercanas y brillantes, candidatos perfectos para futuros estudios con telescopios más grandes.
Los primeros dos planetas descubiertos por TESS son mundos extraños. Uno se parece a un Neptuno en miniatura, pero se sienta mucho más cerca de su estrella, por lo que es más caliente y volátil que el gran planeta azul de nuestro sistema solar. El otro es un mundo del tamaño de la Tierra encerrado en un abrazo con su estrella tan apretada que completa una órbita en solo 11 horas, lo que hace que las condiciones de la superficie sean particularmente infernales.
Pero de los miles de exoplanetas que TESS revelará, los científicos están interesados principalmente en solo una fracción del uno por ciento. Natalia Guerrero, subgerente de TESS Objects of Interest (TOI) en el MIT, dice que la nave espacial está realmente en busca de unos 50 planetas, cada uno menos de cuatro veces el radio de la Tierra y dentro de la zona habitable de su estrella. *
"Esperamos encontrar más que eso, pero eso es lo que esperamos", dice Guerrero.
El satélite de estudio Exoplanet en tránsito (TESS) tomó esta instantánea de la Gran Nube de Magallanes (derecha) y la brillante estrella R Doradus (izquierda) con un solo detector de una de sus cámaras el martes 7 de agosto. El marco es parte de una franja del cielo del sur TESS capturado en su imagen científica "primera luz" como parte de su ronda inicial de recopilación de datos. (NASA / MIT / TESS) Si bien todo el catálogo de exoplanetas ayudará a los científicos a aprender sobre la distribución de los planetas en la galaxia, el puñado que Guerrero espera encontrar más son objetivos ideales en la búsqueda de otro mundo con vida. Un planeta que tiene menos de cuatro radios de la Tierra es probable que sea rocoso, por ejemplo, y si también orbita a la distancia correcta de su estrella (que depende del tamaño y la temperatura de la estrella), podría soportar agua superficial líquida. Varios otros factores influyen en si la vida podría existir de manera realista en un planeta, por ejemplo, la abundancia de compuestos orgánicos, pero dado lo que sabemos sobre la Tierra, los planetas rocosos con agua parecen ser el mejor lugar para comenzar.
Además, la próxima generación de telescopios grandes podrá estudiar estos planetas de formas imposibles hoy en día con los telescopios. TESS encuentra planetas a través del método de tránsito, que busca caídas en la luz de las estrellas causadas por un planeta que se mueve al frente. Los sofisticados sensores de luz en el telescopio espacial "pueden detectar la cantidad de luz que una polilla bloquea cuando vuela a través de la luna llena", dice Guerrero. Por lo tanto, cada planeta que TESS descubra será uno que pase frente a su estrella desde nuestra perspectiva, lo que presenta la oportunidad de encontrar objetivos para el próximo gran paso en la búsqueda de un mundo similar a la Tierra: medir atmósferas.
Para descubrir de qué está hecha una atmósfera de exoplaneta, necesita un instrumento llamado espectrómetro, que puede analizar la firma química de los objetos celestes. Cuando un planeta pasa frente a su estrella, parte de la luz de la estrella pasa a través de la atmósfera, y ciertas longitudes de onda de la luz se filtran por la presencia de elementos específicos. En este momento, con algo como el telescopio espacial Hubble, tales mediciones solo se pueden tomar para planetas cercanos del tamaño de Júpiter o más grandes. Pero los telescopios espaciales gigantes, como el próximo James Webb Space Telescope, una monstruosidad del tamaño de una cancha de tenis que se lanzará en 2021, podrán aislar la luz que atraviesa la atmósfera de un planeta más pequeño para descubrir de qué está hecho el aire del planeta. . Con el telescopio y las condiciones adecuadas, una atmósfera podría revelarse, y un mundo que sabemos que es del tamaño de la Tierra podría volverse realmente similar a la Tierra si tiene una atmósfera similar a la nuestra.
TESS busca planetas que estén relativamente cerca, dentro de unos 330 años luz, dispersos por los hemisferios norte y sur (el telescopio espacial está buscando en el sur en este momento y girará hacia el norte en algún momento del próximo año). Este enfoque es diferente al otro gran telescopio espacial de caza de planetas de la NASA, Kepler, que ha estado mirando el mismo campo de estrellas durante unos cuatro años. Si bien Kepler puede recolectar suficiente luz para encontrar planetas a una distancia de hasta 3.000 años luz de distancia, la nueva misión de reconocimiento con TESS encontrará planetas cercanos en todas las ubicaciones del cielo.
Abel Méndez, director del Laboratorio de Habitabilidad Planetaria de la Universidad de Puerto Rico en Arecibo, mantiene un catálogo de planetas potencialmente habitables encontrados hasta ahora. En este momento, hay un total de 55 planetas en la lista, con 22 "Super-Tierras" del tamaño de la Tierra, un tamaño de Marte y 32 que son aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra. (Estas son cifras optimistas: según el conjunto de criterios más estrictos, solo 14 planetas hacen el corte "habitable").
Méndez dice que cree que TESS producirá "docenas" de nuevos exoplanetas habitables, y el telescopio también ampliará la capacidad de su equipo para estudiar algunos de estos mundos distantes. De la docena de planetas habitables conocidos, solo cuatro están dentro del campo de visión de Arecibo. "TESS proporcionará muchos más objetivos para las observaciones de seguimiento de Arecibo y muchos otros telescopios de todo el mundo", dice Méndez.
Además de explorar atmósferas distantes, las observaciones de seguimiento con telescopios de todo el mundo pueden enseñarnos una cantidad sorprendente sobre planetas lejanos. Tome Pi Mensae c, por ejemplo, el primer planeta descubierto por TESS. El mundo orbita a la estrella Pi Mensae a unos 60 años luz de distancia, o 350 billones de millas. Completa una órbita en solo 6, 27 días, y tiene un radio de aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra, dos parámetros que TESS puede medir a medida que el planeta pasa frente a su estrella anfitriona.
Pero hay otro dato crucial que TESS no puede medir: la masa.
El planeta Pi Mensae c tiene casi cinco veces la masa de la Tierra. Para calcular esta cifra, los astrónomos tuvieron que recurrir a datos antiguos de la estrella. Ya se sabía que Pi Mensae, o HD 39091, tenía un planeta gigante, diez veces la masa de Júpiter. Ese planeta fue encontrado en 2001 por Anglo-Australian Planet Search (uno de los primeros grupos de caza de exoplanetas) a través de un proceso llamado velocidad radial. El método de velocidad radial observa las perturbaciones en el movimiento de una estrella, lo que puede indicar que un planeta está tirando de la estrella con su gravedad. La técnica es principalmente útil para encontrar planetas enormes, pero una vez que se descubre uno, las mediciones de velocidad radial se pueden usar para calcular la masa.
"Si bien la señal del [nuevo] planeta definitivamente está presente en los datos que ya existían, no es muy grande porque el planeta es muy pequeño", dice Jennifer Burt, becaria postdoctoral de Torres en el Instituto de Astrofísica e Investigación Espacial MIT Kavli que co -autorizado el documento que detalla el primer planeta TESS.
Los técnicos trabajan para completar el telescopio espacial TESS antes del lanzamiento. (NASA) Después de determinar la masa de Pi Mensae c, los astrónomos se dieron cuenta de que el planeta es más similar a una variante extremadamente pequeña de Neptuno que a una variante muy grande de la Tierra. Pero a los pocos días de anunciar su primer planeta, el equipo de TESS ya había encontrado el segundo, y es realmente extraño.
El planeta orbita alrededor de la estrella LHS 3844, que es una pequeña estrella fría llamada enana roja. Estas pequeñas estrellas geniales representan el tipo de estrella más abundante en el universo. Muchas enanas rojas tienen planetas que orbitan en cuestión de días, pero el planeta recién descubierto alrededor de LHS 3844 completa su órbita en solo 11 horas. Una semana en la Tierra representa 15 "años" en este planeta, colocándolo en una pequeña clase de planetas de período ultracorto.
Al principio, los descubrimientos de TESS estarán sesgados hacia este tipo de planetas: los tránsitos repetidos a través de la estrella significan que son más fáciles de detectar. Con docenas de candidatos fuertes todavía en la lista TESS para este sector, podría haber muchos descubrimientos a la vuelta de la esquina. Tales planetas colaterales se acumularán durante la misión mientras esperamos descubrir más mundos similares a la Tierra que orbitan sus estrellas en unos pocos cientos de días.
Pero como señala Burt, incluso los planetas inhóspitos pintan una historia brillante del cielo nocturno. La estrella Pi Mensae, ahora con dos planetas conocidos, es lo suficientemente brillante como para ver a simple vista. Cuando termine la misión inicial de dos años de TESS, y el equipo ya esté planeando una extensión de la misión, deberíamos tener una buena comprensión de qué estrellas cercanas tienen mundos en órbita.
"Cuando TESS termine su misión, deberías poder salir a tu patio trasero, apuntar a una estrella y saber que hay planetas a su alrededor", dice Burt. Quizás uno de esos planetas se parezca un poco al nuestro.
* Nota del editor, 28 de septiembre de 2018: una versión anterior de este artículo declaró incorrectamente que el equipo de TESS esperaba encontrar alrededor de 50 planetas en la zona habitable con menos de cuatro veces la masa de la Tierra, cuando, de hecho, era menor que cuatro veces el radio de la Tierra. La historia ha sido editada para corregir ese hecho.
