Una de las mayores áreas de investigación en astronomía en este momento es el descubrimiento de exoplanetas, o planetas fuera de nuestro sistema solar. Con más de 5000 exoplanetas conocidos y más que se descubren cada mes, podría pensar que este campo está bien establecido, pero de hecho, es bastante reciente, ya que el estudio de los exoplanetas solo despegó realmente en la última década más o menos. Una gran parte de la explosión de los estudios de exoplanetas han sido las nuevas herramientas que permiten a los científicos descubrir estos mundos lejanos más fácilmente que nunca.
Podría decirse que la nueva generación de herramientas de búsqueda de exoplanetas comenzó con el lanzamiento del Telescopio Espacial Kepler (ahora retirado) en 2009, que cesó sus operaciones en 2018. Pero el bastón fue recogido por instrumentos posteriores, como el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito de la NASA, también conocido como TESS. Lanzado en 2018, La NASA publicó recientemente algunas cifras por los logros de TESS en sus primeros cinco años en el espacio. En este tiempo, TESS ha descubierto la impresionante cantidad de 329 nuevos exoplanetas, además de descubrir miles de exoplanetas candidatos más.
Estos candidatos provienen de los primeros datos que sugieren que podría haber un planeta presente, pero donde se necesitan más datos para verificar que definitivamente existe. Para detectar estos mundos, TESS monitorea el cielo y recopila imágenes con un total de 192 millones de píxeles cada una. Con una de estas imágenes recopilada cada 30 minutos o menos, eso es una gran cantidad de datos. «El volumen de datos TESS de alta calidad ahora disponibles es bastante impresionante», dijo Knicole Colón, científica del proyecto TESS. «Tenemos más de 251 terabytes solo para uno de los principales productos de datos, llamados imágenes de fotograma completo. Eso es el equivalente a transmitir 167 000 películas en Full HD».
Cómo TESS detecta exoplanetas
No es fácil encontrar planetas que orbiten estrellas distantes. Debido a que los planetas son tan pequeños y tenues en comparación con las estrellas que orbitan, es raro que los telescopios puedan observar los planetas directamente. En cambio, los astrónomos usan telescopios para observar las estrellas alrededor de las cuales orbitan los planetas, llamadas estrellas anfitrionas. Al observar los cambios en la estrella anfitriona, pueden saber si existe un planeta o planetas allí.
TESS utiliza un método de detección de exoplanetas llamado método de tránsito. Aquí es donde observas el brillo de una estrella determinada a lo largo del tiempo. Si hay un planeta orbitando esa estrella cuando pasa entre nosotros y la estrella (llamado tránsito), el brillo de la estrella disminuirá muy levemente. Si observa esa caída en el brillo a intervalos regulares, puede determinar si hay un planeta allí y qué tan rápido orbita esa estrella. La cantidad en la que cae el brillo también puede ayudar a dar información sobre cosas como el tamaño o la órbita del planeta.
Sin embargo, para ver estas caídas en el brillo, debe observar la estrella en cuestión en varios puntos diferentes. Primero, debe ver la estrella con su brillo habitual, luego durante el tránsito y luego después del tránsito. Y a los científicos les gusta observar estos tránsitos varias veces para estar seguros de que lo que ven se debe definitivamente a la presencia de un planeta y no a otro factor. Es por eso que TESS recopila tantos datos, porque necesita observar muchas estrellas y verlas en múltiples puntos en el tiempo para saber si tienen planetas que las orbitan.
De las curvas de luz a los exoplanetas
La forma en que los investigadores obtienen datos del telescopio para ver estos cambios en el brillo de una estrella es mediante el uso de una forma llamada curva de luz. Estas figuras trazan las caídas en el brillo de la estrella a lo largo del tiempo, mostrando cuándo un planeta podría estar pasando frente a la estrella. Los datos se toman de la gran vista de grandes porciones del cielo de las que TESS toma imágenes cada noche.
«TESS extrae partes de cada imagen de fotograma completo para hacer recortes alrededor de objetos cósmicos específicos (más de 467 000 en este momento) y juntos crean un registro detallado de los cambios de brillo para cada uno». explicado Christina Hedges, líder de la Oficina del Investigador General de TESS. «Usamos estos archivos para producir curvas de luz, un producto que muestra gráficamente cómo se altera el brillo de una fuente con el tiempo».
Es este sistema y este enorme banco de datos lo que ha permitido a TESS identificar tantos exoplanetas. Pero hay otras razones por las que una estrella podría brillar, por ejemplo, si se está convirtiendo en una supernova, por lo que TESS también ha observado cientos de supernovas en su momento. Algunos de los exoplanetas descubiertos por TESS han estado en la zona habitable, que es la región alrededor de una estrella en la que podría existir agua líquida en la superficie de un planeta, por lo que podría ser que TESS ya haya descubierto un mundo en el que podríamos descubrir vida. TESS ya completó su misión principal de dos años y ahora está en su misión extendida, pero continúa funcionando bien, por lo que podemos esperar que continúe descubriendo muchos más exoplanetas en los próximos años.