Desde el Telescopio Espacial James Webb hasta el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS), los telescopios actuales nos han permitido detectar más de 5000 exoplanetas hasta la fecha. Y con planes de lanzamiento en 2027, el Telescopio Romano Nancy Grace de la NASA nos ayudará a aprender más que nunca sobre temas como la energía oscura. Uno de sus mayores enfoques estará en los exoplanetas, planetas fuera de nuestro sistema solar, tanto en descubrir más de ellos como en encuestando el número total podemos esperar encontrar en la galaxia.
Hay varias maneras que los telescopios se pueden usar para detectar exoplanetas. La primera y más obvia forma es apuntar el telescopio en la dirección de un supuesto exoplaneta e intentar observarlo directamente, lo que se denomina detección directa. Pero esto es extremadamente difícil de hacer, porque los exoplanetas son muy pequeños y tenues en comparación con las estrellas, por lo que sucede raramente.
Otro método utilizado por instrumentos como el TESS de la NASA es el método de tránsito, en el que la luz que proviene de una estrella muestra una disminución en el brillo cuando un planeta pasa frente a ella. Al observar el momento y el grado de esta caída, los investigadores pueden inferir información sobre el planeta. Luego está el método de la velocidad radial, en el que se ve que las estrellas se tambalean muy levemente debido a la gravedad de los planetas que orbitan a su alrededor.
En todos estos casos, los astrónomos buscan cambios muy pequeños en estrellas distantes, por lo que necesitan instrumentos muy sensibles. Y ahí es donde el telescopio romano entra en escena.
El coronógrafo del telescopio espacial romano Nancy Grace
A bordo de Roman habrá un instrumento especial llamado coronógrafo que puede ayudar en el descubrimiento de exoplanetas. Este instrumento, aproximadamente del tamaño de un piano de cola — tiene un accesorio especial que bloquea la luz de una estrella. Por contradictorio que parezca, en realidad es muy importante porque si desea ver un objeto relativamente débil como un planeta, debe bloquear la mayor parte de la luz de un objeto mucho más brillante como la estrella alrededor de la cual orbita el planeta.
Al colocar una máscara frente al telescopio, los investigadores pueden bloquear la luz de las estrellas brillantes y obtener imágenes directas de los planetas que las rodean. Esto abre el método de imágenes directas, que es increíblemente difícil de hacer de otra manera. Los instrumentos del telescopio también podrán dividir la luz provenientes de exoplanetas en un espectro, lo que permite a los científicos determinar los gases que están presentes en la atmósfera de un exoplaneta.
El instrumento coronógrafo incluye componentes muy importantes en forma de dos espejos flexibles, que pueden tener su forma distorsionada por miles de pequeños actuadores. Esta flexibilidad significa que los espejos pueden tener en cuenta y compensar cualquier pequeño defecto en el hardware que, de lo contrario, distorsionaría los datos, lo que hace que el instrumento sea aún más preciso. Los espejos también pueden permitir la difracción de la luz proveniente de una estrella, lo que hace que las lecturas sean más nítidas.
Probando el coronógrafo
Para que el coronógrafo esté listo para su uso en el telescopio romano, debe probarse minuciosamente en busca de pequeños defectos, ya que es extremadamente difícil realizar el mantenimiento de un telescopio una vez que se ha lanzado al espacio.
Para ayudar a probar el coronógrafo de Roman, los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA han estado utilizando un modelo digital 3D del instrumento, al que se accede a través de un auricular de realidad aumentada. Esto les permitió ver el instrumento en el espacio real incluso antes de que se haya ensamblado.
«Aprendimos mucho de ese ejercicio», dicho Ingeniero del JPL Gasia Bedrosian. «Pudimos tener una idea de qué tan estrecho sería el acceso en ciertos puntos de integración al recostarnos literalmente en el piso y obtener imágenes de debajo del instrumento. Nos mostró cuándo sería beneficioso levantar todo el instrumento con una grúa, o si íbamos a necesitar una herramienta especializada para hacer nuestro trabajo en ese ángulo. Ayudó a que muchos de nuestros planes fueran más seguros y simples».
Bedrosian se encargó de crear el plan de ensamblaje del instrumento y de determinar cómo colocar todas las piezas en su lugar en el momento adecuado y en un orden determinado, de modo que esté listo para las pruebas antes del gran día del lanzamiento.
«Es emocionante finalmente comenzar a juntar todas las piezas», dijo Bedrosian. «Definitivamente es una gratificación retrasada, porque hemos pasado tanto tiempo preparándonos. Pero ahora que estamos aquí y los miembros de mi equipo están hablando sobre la llegada del hardware, puedo escuchar la emoción en sus voces».