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Se está estudiando cómo conseguir ver exoplanetas directamente.

Ha comenzado la carrera para descubrir mundos verdaderamente habitables similares a la Tierra. Si bien estamos empezando a observar las atmósferas de grandes planetas potencialmente habitables, como los mundos hiceánicos, con los telescopios que tenemos actualmente, los avances más significativos probablemente se producirán con el desarrollo de telescopios especializados que vendrán en el futuro.

Es probable que estos nuevos diseños utilicen una sombrilla para ocultar el resplandor de una estrella y nos permitan observar directamente sus exoplanetas.

Como todos sabemos, el problema de ver un exoplaneta es que es muy similar a ver un mosquito a la lado de la luz de un faro marino. O se usa algún truco para tapar el cegador brillo de la estrella o no podremos ver el planeta.

Desde la década de los treinta del siglo pasado, se han utilizado diversas formas de eliminar el resplandor de un objeto brillante para revelar objetos más débiles. Así, por ejemplo, para revelar la corona solar de forma similar a lo que ocurre durante un eclipse solar, los astrónomos han venido utilizando un coronógrafo que bloquea con precisión el limbo del sol dentro de un telescopio.

La idea se amplió para poder observar grandes planetas alrededor de estrellas, donde un pequeño filtro oculta la luz de las estrellas para que se puedan ver los planetas cercanos. Sin embargo, estos filtros generalmente se colocaban dentro del propio telescopio, lo que limita la precisión.

Una posible solución es quitar el filtro del interior del telescopio y lo colocar una sombrilla a una distancia significativa del telescopio. Para un telescopio espacial, esto significa tener dos naves espaciales, una para el telescopio y otra para la sombrilla. Al colocar los dos a miles de kilómetros de distancia una de otra, los astrónomos podrían llegar a ver planetas que orbiten extremadamente cerca de su estrella.

Si esto se llega a realizar en el futuro, será particularmente útil para ver mundos similares a la Tierra que orbitan estrellas enanas rojas en su zona habitable, que son los mundos potencialmente habitables más comunes.

Un problema con esto es que las enanas rojas son mucho más débiles que las estrellas similares al Sol y la luz de las estrellas reflejada en sus planetas es aún más débil. Entonces, incluso con una sombrilla avanzada para bloquear la luz de las estrellas, es posible que los planetas aún sean demasiado débiles para observarlos.

Un nuevo artículo publicado en el servidor arXiv sostiene que este problema podría resolverse gracias a un tipo avanzado de óptica.

Mientras que la óptica tradicional puede capturar luz tenue, la óptica fotónica funciona en la escala de fotones individuales. Uno de sus usos comunes hoy en día es su uso en las telecomunicación por fibra óptica. En Astronomía, la óptica fotónica se ha utilizado para cosas como la espectroscopia de alta resolución y en los detectores de algunos radiotelescopios.

En el artículo, los autores describen formas en las que los coronógrafos podrían usarse en conexión con detectores fotónicos, creando un sistema híbrido capaz de observar planetas mucho más débiles. Por ejemplo, la luz en el borde de una de estas sombrillas podría enfocarse mediante microlentes en un haz de cables de fibra, que luego podrían encaminarse a fotodetectores individuales. Los autores señalan que, con un diseño cuidadoso, un telescopio podría detectar un contraste óptico de una unidad en más de 10 mil millones.

Los observatorios Starshade, como el propuesto Observatorio de Exoplanetas Habitables (HabEx), todavía están muy lejos. Probablemente no será hasta la década de los cuarenta que se pueda lanzar un telescopio de este tipo. Por tanto, hay mucho tiempo para desarrollar y mejorar la óptica fotónica astronómica.

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Fuentes y referencias:
Preprint en ArXiv.
Ilustración: NASA/JPL