Exoplanetas
En poco más de una generación, hemos pasado de conocer solo nuestro propio sistema solar a hallar miles de mundos más lejanos, conocidos como exoplanetas. A medida que continúan llegando nuevos descubrimientos de exoplanetas, los científicos elaboran un catálogo cada vez más completo de los mundos con los que compartimos nuestra galaxia.
La mayoría de los exoplanetas que han sido detectados hasta ahora parecen salvajes y exóticos en comparación con los mundos de nuestro sistema solar. Los astrónomos están ansiosos por encontrar planetas habitables similares a la Tierra.
Pero es complicado hallar cuerpos celestes relativamente pequeños y tenues que orbiten estrellas grandes y brillantes. Los astrónomos han utilizado el tránsito como método de detección para encontrar la mayoría de los exoplanetas que conocemos, confiando en la casualidad para localizar los planetas que pasan frente a sus estrellas. Roman encontrará alrededor de 100.000 planetas mediante esta técnica, pero usará principalmente un método de caza de planetas llamado efecto microlente.
Las arrugas del espacio-tiempo
Al detectar los tránsitos, los astrónomos han acumulado un tesoro oculto de mundos, emocionante pero incompleto. Esta técnica es la mejor para encontrar planetas más pequeños que Neptuno y que tienen órbitas mucho más pequeñas que la de Mercurio. Para un sistema solar como el nuestro, los estudios del tránsito podrían pasar por alto todos los planetas.
El método de microlente es el más adecuado para encontrar mundos desde la zona habitable de su estrella y a mayor distancia. Esto incluye a gigantes de hielo, similares a Urano y Neptuno en nuestro sistema solar, e incluso a planetas interestelares, que son mundos que vagan libremente por la galaxia sin estar unidos a ninguna estrella. Las observaciones de microlente de Roman nos ayudarán a encontrar análogos de casi todos los planetas de nuestro sistema solar.
Los fenómenos de microlente ocurren cuando un objeto celeste, como una estrella o un planeta, se alinea casi perfectamente con una estrella que está en el fondo y que no tiene relación desde nuestro punto de vista. Debido a que cualquier cosa que posea una masa deforma el tejido del espacio-tiempo, la luz de la estrella lejana se curva alrededor del objeto más cercano a medida que este pasa cerca. Por lo tanto, el objeto más cercano actúa como una lupa natural, produciendo una intensificación temporal, o un “pico”, en el brillo de la luz de la estrella del fondo. Esa señal deja saber a los astrónomos que hay un objeto que interviene, incluso si no pueden verlo directamente.
Hasta ahora, el método de microlente solo ha revelado alrededor del dos por ciento de los exoplanetas conocidos debido a que las señales son muy difíciles de detectar. Los telescopios en tierra tienen que mirar a través de la atmósfera brumosa de la Tierra, lo que hace que las observaciones de microlente de alta resolución sean difíciles o imposibles. Las señales son tan raras y de duración tan corta, de entre unas pocas horas y un par de días, que incluso para los telescopios espaciales es difícil detectarlas.
Roman estudiará la abarrotada región central de nuestra galaxia, utilizando su amplia y profunda vista para monitorear la luz de cientos de millones de estrellas. Esta misión probablemente establecerá un nuevo récord para el exoplaneta más lejano conocido, ofreciendo un vistazo de un vecindario galáctico diferente que podría ser el hogar de mundos muy distintos de aquellos que se conocen hoy. Así, encontrar planetas con una amplia gama de masas y distancias orbitales ayudará a completar un censo de los mundos que pueblan nuestra galaxia.
Imágenes directas
Los exoplanetas son tan tenues y lejanos que son prácticamente invisibles, incluso para los telescopios potentes. Es por eso que casi todos los planetas que hemos descubierto hasta ahora han sido hallados de manera indirecta, gracias al efecto que tienen en su estrella anfitriona. Sin embargo, los avances tecnológicos relativamente recientes permiten a los astrónomos tomar imágenes reales de los exoplanetas.
Los planetas son miles de millones de veces más tenues que sus estrellas anfitrionas, por lo que suelen perderse en el resplandor. Pero al bloquear la luz de la estrella con un coronógrafo u otro tipo de barrera solar, como un parasol o starshade, los astrónomos pueden obtener imágenes de planetas más tenues en órbita. Esta técnica funciona mejor para los sistemas planetarios cercanos, cuyos planetas se verán particularmente brillantes.
Roman estará equipado con un coronógrafo, un instrumento para demostrar la tecnología de fotografiar mundos y discos de polvo alrededor de estrellas cercanas con detalles hasta mil veces mejores que lo que es posible con otros observatorios.
Aunque Roman es principalmente un telescopio del infrarrojo, será capaz de obtener imágenes de esos mundos en luz visible utilizando el instrumento de coronógrafo. Hacer estas capturas desde el espacio ayudará a los astrónomos a ver planetas más pequeños, más antiguos y más fríos de lo que suelen revelar las imágenes directas, y esto nos llevará mucho más cerca de obtener imágenes de planetas como la Tierra mediante fotografías de análogos de Júpiter.
El efecto microlente
Roman monitoreará 200 millones de estrellas situadas hacia el centro de nuestra galaxia. Los astrónomos esperan que este estudio revele más de mil planetas en la zona habitable de sus estrellas y también a mayor distancia, gracias a los efectos de curvatura de la luz que producen los objetos masivos.
Imágenes directas
Roman demostrará la tecnología de obtención de imágenes directas mediante la observación de mundos del tamaño de Júpiter que giran alrededor de estrellas similares al Sol y generando imágenes de planetas que tienen hasta varios miles de millones de años, algo que nunca se había hecho antes. Estos resultados allanarán el camino para futuras misiones a fin de estudiar mundos que sean aún más parecidos a la Tierra.
Método del tránsito
Dado que Roman rastreará la cantidad de luz proveniente de estrellas lejanas a lo largo del tiempo, los astrónomos esperan que también revele hasta 100.000 planetas en tránsito. Estos mundos atenúan la luz de sus estrellas anfitrionas cuando pasan frente a ellas.
