EarthFinder: un telescopio espacial para buscar exotierras por el método de la velocidad radial

La mayor parte de planetas extrasolares han sido detectados gracias al telescopio espacial Kepler. Este observatorio usa el método del tránsito, es decir, descubre planetas observando la disminución de luz procedente de una estrella cuando un mundo pasa por delante de su disco. Esta técnica nos da información sobre el tamaño y la órbita del planeta, pero normalmente no podemos calcular su masa. El siguiente método más popular es el de la velocidad radial, muy popular a la hora de detectar planetas extrasolares desde observatorios terrestres. Este método, a diferencia del tránsito, nos ofrece información sobre la órbita y la masa mínima del planeta, pero no nos dice nada sobre su tamaño.

EarthFinder, un telescopio espacial para detectar exotierras (NASA).
EarthFinder, un telescopio espacial para detectar exotierras (NASA).

Hay planeadas varias misiones espaciales que descubrirán más planetas mediante el método del tránsito, como es el caso de TESS —que debe despegar el mes que viene— (NASA) y PLATO (ESA). Pero hasta la fecha no hay previstos observatorios espaciales que hagan uso del método de la velocidad radial. Esa carencia podría cambiar si la NASA aprueba EarthFinder, un telescopio espacial destinado a detectar exotierras en estrellas cercanas mediante la técnica de espectroscopía Doppler.

EarthFinder sería capaz de descubrir planetas en la zona habitable de las estrellas cercabas de tipo espectral FGKM (o sea, estrellas de tipo solar y enanas rojas). Para ello podría medir velocidades del bamboleo de las estrellas del orden de 1 centímetro por segundo. Esta precisión tan brutalmente elevada es necesaria para descubrir exotierras. No en vano, nuestro planeta hace oscilar al Sol con una velocidad de 9 cm/s. ExoEarth determinará la masa de estos planetas con un 10% de precisión. A pesar de usar el método “opuesto” al que usa Kepler, ExoEarth debería tener un diseño similar al del veterano telescopio. Para ahorrar costes la propuesta de diseño consiste en un observatorio espacial basado en Kepler, por lo que estaría dotado de un espejo primario de 1,4 metros de diámetro. Eso sí, en vez de usar una enorme cámara CCD como Kepler, EarthFinder emplearía tres espectrómetros de alta resolución que trabajarían en el ultravioleta, el visible y en el infrarrojo, respectivamente.

EarthFinder se situaría en el punto de Lagrange L1 o L2 del sistema Tierra-Sol, o bien en órbita solar detrás de la Tierra, justo como Kepler. Su misión primaria duraría cinco años y es de suponer que se le dotaría de algún volante de inercia más que a Kepler después de que el fallo de varias de estas unidades dieran al traste con la misión principal del famoso cazador de planetas (actualmente no puede detectar planetas de tamaño terrestre). Pero la gran diferencia es que mientras Kepler descubrió miles de exoplanetas lejanos con el método del tránsito, ExoEarth solo analizará entre 25 y 50 estrellas cercanas en búsqueda de planetas. Naturalmente, no solo podrá detectar planetas en general, sino que irá un paso más allá y nos permitirá descubrir exotierras, es decir, planetas del tamaño y masa de la Tierra situados en la zona habitable de sus estrellas.

Sensibilidad de EarthFinder c
Sensibilidad de EarthFinder (línea negra) comparada con los espectrómetros terrestres actuales (línea azul) y los futuros (línea verde) (NASA).

A diferencia de los observatorios terrestres, ExoEarth será capaz de estudiar cada estrella sin interrupciones debidas al mal tiempo, la rotación de la Tierra o las estaciones, lo que compensa el menor tamaño de este telescopio comparado con los observatorios terrestres. La alta precisión que permiten las observaciones fuera de la atmósfera también servirá para caracterizar la actividad estelar, la principal fuente de ruido que limita la detección de velocidades por efecto Doppler cuando nos acercamos al objetivo de 1 cm/s. Además, como objetivos secundarios ExoEarth también llevará a cabo otros estudios astrofísicos e incluso será capaz de realizar espectroscopía de tránsito para estudiar la composición de las atmósferas de planetas gigantes.

Por el momento EarthFinder es un simple concepto que la NASA está estudiando para ser incluido en el próximo Decadal Survey de 2020, una hoja de ruta que debe marcar los pasos a seguir por la agencia espacial en materia de exploración espacial. A su favor EarthFinder cuenta con que es una misión relativamente barata y simple que usa tecnología ya probada. En contra tiene que el retorno científico es un tanto limitado, aunque descubrir la presencia de exotierras en estrellas cercanas es un objetivo ciertamente fascinante.

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/1803.03960.pdf

22 comentarios

Participa Suscríbete

U-95 U-95

Si se llegara a lanzar habria que complementarlo con un telescopio tipo Kepler para poder ver que planetas de los detectados transitan y poder determinar mas que su masa MINIMA.

RobertSmith RobertSmith

Sí, una gran pérdida. Precisamente el domingo estuve viendo en Antena 3 “la teoría del todo”, que casualmente no había visto antes.

pochimax pochimax

Yo no veo futuro para este telescopio. Lo fundamental de las misiones espaciales es que no pueda hacerse lo mismo, pero desde observatorios terrestres. Y medir el efecto doppler desde el espacio tiene relativamente pocas ventajas comparativas con respecto a hacerlo desde tierra.
Sinceramente, por el coste de este telescopio tendrías dinero suficiente para invertir en 6 telescopios dedicados, repartidos en longitud y latitud, de clase 4 a 8 metros. Y su explotación durante unos años.
Yo preferiría que encargaran un Kepler-2, directamente, para conseguir datos de un segundo muestreo.
Y ya de paso, que hagan un Kepler fácilmente multiplicable. Para el estudio de todo el cielo necesitamos más de 400 Kepler. Si los hacemos en masa y los lanzamos con reutilizables de SpaceX a lo mejor podría pensarse en algo factible….

miguel miguel

Exacto, eso es lo que pienso yo … que manía con hacer una sola versión de cada satélite científico. Una vez demostrado que funciona, reforzar los puntos débiles y lanzar un puñado.

Hilario Gómez Hilario Gómez

¿Por qué me da que la NASA no aprobará esta misión?

La sombra presupuestaria del JWT y del SLS es alargada…

PD: Descanse en paz Hawking, el físico teórico que convirtió su discapacidad en un desafío para una mente sobresaliente… y de paso en un instrumento mediático, todo hay que decirlo. Si no hubiera estado afectado por la esclerosis lateral amiotrófica, Hawking nunca habría tenido el impacto que tuvo.

Por lo demás, hizo grandes aportaciones en su campo (astrofísica y cosmología, especialidades en las que no todos los investigadores estaban de acuerdo con sus tesis, como ocurrió con la “paradoja de la información” de los agujeros negros que colapsan), pero también dijo muchas tonterías en otros en los que no era evidentemente experto. En muchas de sus afirmaciones a medios generalistas sobre asuntos como la superviviencia de la Humanidad y del planeta, los viajes en el tiempo o los vuelos interestelares, Hawking no opinaba tanto como astrofísico sino como “divo” mediático.

Kapitán Kirk Kapitán Kirk

Entre sus trabajos me quedo con la radiación de Hawking, es verdad que provenía de trabajos anteriores, pero la famosa “evaporación” de los agujeros negros en base a pares de partícula-antipartícula sigue vigente.

Que se lo pregunten a los científicos del CERN, por si iban a destruir la Tierra creando mini agugeros negros…

Yo creo que a Stephen hay que valorarlo en la medida de pensadores tipo Bertrand Russell, que sin ser expecialistas en nada, sus conocimientos contenían una visión global de los problemas a los que se enfrentaban. Muy juguetones todos éllos, y con una capacidad de preguntas y análisis sobre la realidad fuera de toda duda.

Me encanta que gente así pierda apuestas, sobretodo si apuestas fuerte… y sin miedos.

Salu2

Hilario Gómez Hilario Gómez

Ahí va otro off-topic por si a Daniel le interesa para hacer una entrada profundizando en el asunto:

“Minimeteoritos a escala y láseres para que los pulvericen: así trabajan estos científicos rusos para descubrir cómo afrontar un armagedón”
xataka.com/espacio/minimeteoritos-a-escala-y-laseres-para-que-los-pulvericen-asi-trabajan-estos-cientificos-rusos-para-descubrir-como-afrontar-un-armagedon

Raúl Nebot Raúl Nebot

Excelente trabajo Daniel, muchas gracias. Al leer esta entrada me pregunto en qué situación se encuentra la misión CHEOPS de la ESA, si mal no recuerdo debería lanzarse antes de finalizar el año en curso.
Stephen Hawking: Perdemos una de las mentes más brillantes de todos los tiempos. DEP.

Hilario Gómez Hilario Gómez

El lanzamiento de CHEOPS estaba previsto para finales de 2017, pero por diversas circunstancias fue aplazado para ser enviado al espacio a lo largo del año 2018 sin fecha determinada.

Antonio (AKA "Un físico") Antonio (AKA "Un físico")

Yo estoy con los escépticos de este blog. No creo que se llegue a construir este telescopio espacial. Parece que hay planificados para el 2022 dos telescopios gigantescos: el Thirty meter telescope en MaunaKea (USA) y el European extremely large telescope en CerroArmazones (Chile). Y no estoy seguro, pero creo que ambos telescopios rebasarían las prestaciones de este EarthFinder. Con la ventaja de que si algo sale mal se puede reparar fácilmente en tierra, no en el espacio.
PD: Sobre la muerte de Hawking, ¿qué se puede decir?, RIP. Hasta los años ’80 fue un gran físico. Y su vida ha sido un ejemplo porque, durante más de medio siglo, ha logrado superar esa enfermedad neurodegenerativa.

JulioSpX JulioSpX

Depende de tu finura intelectual. Para mi, que soy un alcornoque, siempre fue un gram fisico.

Pelau Pelau

Pasa que sus contribuciones más importantes las hizo en su juventud, lo cual en Física es completamente normal (pensad en las de Newton o Einstein, por ejemplo).

Además en su caso hay que tener muy en cuenta el avance de esa terrible enfermedad degenerativa (en 1985 una neumonía fue casi letal para él dada su condición, fue cuando perdió el habla debido a la traqueotomía que le salvó la vida).

Y pese a todo… siguió publicando papers de relevancia cosmológica no menor casi hasta el final:
https://journals.aps.org/collections...hen-hawking

Genio. Eminencia. Superstar. Vida ejemplar. Un grande entre los grandes ha pasado a la inmortalidad.

JulioSpX JulioSpX

Off topic: Musk reitero que ya estan construyendo el BFR y el BFS y que tal vez en el primer semestre de 2019 esten haciendo pruebas estilo saltamontes, despegando y aterrizando, desde alturas de varios km con el BFS. La primera etapa tambien esta progresando.
Tambien dijo que graduo sus comentarios para no ser tildado, de ahora en mas, de demasiado optimista.

http://spacenews.com/musk-reiterates...esting-bfr/

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *