NeoFronteras

Reportaje sobre las misiones de exploración exoplanetarias que da una de cal y otra de arena sobre la exploración astrofísica en estos tiempos.

Después de 9 años, la misión Kepler ha permitido descubrir 2600 planetas confirmados. Algunos de estos planetas han sido descubiertos en la misión extendida, una vez que los volantes de inercia fallidos le impidieran apuntar la misma zona del cielo permanentemente.

La última remesa de planetas confirmados descubiertos en esta nueva misión de Kepler consta de 15 nuevos exoplanetas e incluyen a uno que está en la zona de habitabilidad de su estrella. Las estrellas de estos planetas son todas enanas rojas, ya que con este tipo de misión y mediante el método de tránsito es más fácil encontrar planetas alrededor de este tipo de estrellas. Una de las estrellas, K2-155, está a 200 años luz de nosotros y tiene tres supertierras orbitándola. El más alejado de estos tres planetas, K2-155d, está en su zona de habitabilidad y tiene un radio de 1,6 veces el de la Tierra. Este planeta podría tener agua líquida en su superficie. Pero para saber más sobre su habitabilidad sería necesario el uso de mejores telescopios espaciales.

A través de este y otros descubrimientos se ha confirmado la escasez de grandes planetas en las cercanías de la estrella. Se culpa a la fotoevaporación de este fenómeno, pues la fuerte radiación de la estrella terminaría por arrancar la atmósfera planetaria.

Otro resultado más o menos obvio que se está confirmando es la relación entre la radio de los planetas y la metalicidad (presencia de elementos pesados) de la estrella, pues los planetas más grandes se suelen encontrar alrededor de estrellas ricas en elementos pesados.

Para poder confirmar estos planetas se han usado los telescopios Subaro en Hawaii y NOT (Nordic Optical Telescope) en la isla de la Palma.

La realidad es que, pese a que se han descubierto miles de exoplanetas, sobre sus composiciones no se conoce prácticamente nada, ya que aún no disponemos de la tecnología necesaria para averiguarlo. Las próximas misiones espaciales quizás nos ayuden en este sentido.

Este mes de abril la NASA lanza TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Se espera que TESS encuentre planetas alrededor de estrellas brillantes cercanas al Sistema Solar, lo que facilitará su seguimiento y estudio posterior por otros telescopios. Se calcula que TESS pueda identificar al menos 50 planetas de tipo rocoso por el método de tránsito. La mayoría de los planetas que se descubra se encontrarán a 300 años luz o menos de nosotros tras estudiar dos millones de estrellas durante los dos años de su misión primaria. No es la única misión que se avecina, pero sí la más próxima en el tiempo.

En tierra firme será operativo el mes que viene el instrumento SPECULOOS en Chile, un sistema que intentará encontrar planetas habitables alrededor de estrellas ultrafrías. Para ello usará un telescopio de 1 metro de diámetro y un sensor infrarrojo. Un sistema muy similar realizará una misión igual en el hemisferio Norte desde las Islas Canarias en España. Ambos serán especialmente sensibles a planetas pequeños.

La Agencia Europea del Espacio planea lanzar en 2028 la misión Ariel, recientemente aprobada. Esta misión podrá estudiar las atmósferas de 1000 exoplanetas. Básicamente será un telescopio espacial con un espejo primario de 0.7 metros de diámetro que operará desde el punto Lagrange 2. La idea principal es encontrar nuevos exoplanetas, medir sus tamaños y calcular sus órbitas. Pero también analizará la química atmosférica y quizás pueda encontrar bioindicadores. Proporcionará una clara idea de la composición química de los planetas. Así, por ejemplo, se podrá distinguir entre supertierras y minineptunos en función de cómo sea su atmósfera.

Esta misión contará con un espectrógrado que permitirá comparar la luz procedente de la estrella cuando el planeta en cuestión transite o no la estrella. Al pasar por delante de la misma, parte de la luz será absorbida por la atmósfera del planeta de manera selectiva según la frecuencia y la composición atmosférica, lo que proporcionará una espectro de transmisión. Esto, además de permitir saber sobre la química atmosférica, permitirá inferir su temperatura. Lo esencial es crear un modelo estándar que describa la química del planeta en función de la composición de su estrella y de las condiciones de su formación.

Previamente, en 2026, esta misma agencia debe de haber lanzado la misión Plato, lo que permitirá proporcionar blancos de estudio interesantes para Ariel o el James Webb.

En teoría el telescopio espacial James Webb (JWST) iba a lanzarse el año que viene, pero hace unos días se anunció el retraso de su lanzamiento a 2020. El JWST también va a poder tomar espectros de atmósferas planetarias y los podrá tomar en poco tiempo gracias a la gran capacidad colectora de luz de su gran espejo. Tanto la misión Kepler como, sobre todo, TESS proporcionarán los blancos de estudio. La ventaja de Ariel en este asunto es que permitirá tomar espectros en una gama longitudes de onda más amplia que el JWST, pues este sólo operará en el infrarrojo y Ariel lo hará en infrarrojo y visible.

Sin embargo, el tipo de planetas que Ariel estudiará prioritariamente serán planetas cercanos a su estrella debido al sesgo observacional del método de tránsito. Así que, en general, serán planetas demasiado calientes como para albergar vida.

Las malas noticias en todo esto es el aplazamiento del lanzamiento del JWST, con un retraso acumulado de más de más de una década (el plan era lanzarlo en 2007) y un presupuesto disparado y disparatado, principalmente debido al contratista Northrop Grumman. La culpa del retraso de ahora la tiene una serie de incidencias técnicas que van desde desgarros en el escudo térmico que apantallará los rayos del Sol, pasando por problemas con las válvulas de los propulsores a picos de tensión eléctrica que han frito componentes de la aviónica. El telescopio espacial va a salir por más de los 8800 millones que fijó como tope el Congreso norteamericano en su día. Todo ello ha puesto en peligro el programa científico de la NASA, en concreto la división astrofísica, ya que el programa tripulado y de desarrollo del cohete SLS llevan presupuestos separados. Esto ha afectado seriamente otras posibles misiones astronómicas.

Así, por ejemplo, Donald Trump ha querido cancelar la misión WFIRST, un telescopio espacial de 2,4 metros de diámetro que estaría dedicado al estudio de la energía oscura y de los exoplanetas, que también sufre sobrecostes. Para este último propósito iba a ir equipado con un coronógrafo que permitiría la visualización directa de exoplanetas. Pese a que el Congreso norteamericano ha logrado salvar in extremis la misión de momento, al final todo indica que no contará con el coronógrafo por culpa de falta de dinero suficiente y pese al aumento en casi un 8% en el presupuesto del programa científico de la NASA. Los congresistas han exigido a la NASA un mayor control de los gastos de esta misión, así que todo parece que el proyecto quedará amputado y siempre y cuando sobreviva a los presupuestos de 2019, pues tal vez entonces lo eliminen por completo. Lo peor es que puede que el dinero extra que necesite el JWST por sí solo se trague el incremento de presupuesto concedido, el coronógrafo de WFIRST o al propio WFIRST o, en definitiva, a todo lo que se ponga por delante. El JWST se traga tanto que parece más un agujero negro que una misión científica espacial.

Por otro lado, el Congreso también ha logrado salvar el programa educativo de la agencia y prolongar un año el programa de observación de la Tierra. Al menos ha sobrevivido algo en estos tiempos, que, pese a ser muy oscuros, no permiten ver bien las estrellas.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Actualidad exoplanetaria.
Trump cancela la misión WFIRST.
Sobre Ariel.
Planetary science wins big in NASA’s new spending plan.
Foto: Tokyo Institute of Technology.