Con el lanzamiento de TESS, la NASA redobla su cacería de planetas

En una fría y clara noche de enero, el astrofísico del MIT George Ricker y sus estudiantes subieron a una azotea en el campus y apuntaron una cámara al punto más alto en el cielo.

El aparato, un modelo de ingeniería de los cuatro incluidos en la misión TESS, de la NASA, reveló una noche tan llena de estrellas, que estas oscurecieron las constelaciones normalmente perceptibles.

"En dos segundos pudimos ver cosas que eran cien mil o un millón de veces más borrosas que lo que se podía apreciar a simple vista", indicó Ricker, el investigador principal de la misión.

La prueba fue una pequeña muestra de lo que el satélite TESS, Transiting Exoplanet Survey Satellite, descubrirá después de su lanzamiento, que podría concretarse el lunes 16 de abril, por la tarde. La nave escaneará casi todo el cielo en busca de estrellas vecinas, buscando ciertas bajas de brillo que señalan la presencia de un planeta.

El objetivo: hallar planetas más pequeños que Neptuno, con un radio menos de cuatro veces que el de la Tierra. Los científicos utilizarán otros telescopios para medir las masas de 50 de ellos.

Algunos de los mundos que TESS halle podrían ser cuerpos pequeños y rocosos, como la Tierra. Otros podrían ser lugares habitables para la vida tal como la conocemos.

"Es muy emocionante", adelantó Ricker. "Tenemos la oportunidad de responder potencialmente una pregunta que a la humanidad siempre le ha interesado: ¿Qué hay en el cielo? ¿Y hay otros seres, otros lugares como la Tierra?”.

Los astrónomos han buscado planetas fuera de nuestro sistema solar durante décadas. Algunos de sus primeros descubrimientos fueron confirmados en los años 1990. Entre ellos hubo exoplanetas detectados por telescopios terrestres que buscaban la oscilación periódica en el movimiento de una estrella, provocada por el pequeño tirón de un planeta, una técnica conocida como método de velocidad radial. Otros fueron hallados buscando variaciones en los ritmos predecibles de los púlsares.

Cerca de 325 exoplanetas habían sido descubiertos cuando la NASA lanzó el Telescopio Espacial Kepler, en 2009, que empleaba el método de tránsito, observando profundamente un trozo de cielo y buscando las sombras proyectadas por los planetas cuando cruzaban frente a sus estrellas anfitrionas.

Kepler fue un cazador de planetas de tiempo completo, y revolucionó la comprensión de los exoplanetas por parte de los astrónomos. El interés particular del telescopio era encontrar planetas del tamaño de la Tierra, orbitando estrellas similares al Sol, a una distancia donde el agua en la superficie podría ser estable en forma líquida, la llamada ‘zona habitable’.

Hasta la fecha, los datos de su misión principal han presentado 2,343 exoplanetas confirmados y 2,244 candidatos, y revelaron que podría haber más planetas que estrellas en la Vía Láctea. Muchos de ellos se encuentran en sistemas de múltiples planetas, y una gran parte parecen tratarse de ‘súper Tierras’, más grandes que nuestro planeta pero más pequeños que Neptuno.

TESS, manejado por el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland, tomará la posta dejada por Kepler y seguirá su trabajo a partir de allí.

Kepler observaba solo un pequeño trozo de los cielos, cuyas estrellas están a más de 3,000 años luz de distancia. Ello dificultó la realización de estudios de seguimiento con otros telescopios.

TESS, por el contrario, apuntará a estrellas que están a menos de 300 años luz de distancia y observará en casi todas las direcciones.

"Kepler hizo un sondeo de estrellas en la galaxia para descubrir qué planetas albergan", expresó Natalie Batalha, científica del proyecto de Kepler en el Ames Research Center, de la NASA. “TESS podrá conocer a los vecinos".

La nave trabajará con cuatro cámaras, cada una enfocada en una parte diferente del cielo. Juntas, estas observarán una franja vertical de la esfera celeste que se extiende desde el polo hasta el ecuador, y pasará a una nueva franja cada 27 días.

TESS prestará atención a las caídas regulares en el brillo, causadas cuando un planeta se cruza frente a su anfitrión estelar y bloquea una pequeña cantidad de luz. Cuanto más grande es el planeta en relación con su estrella, más pronunciada es la caída. Cuanto más frecuentemente ocurren esos descensos, más corta es la órbita de un planeta y más cerca está de su estrella. Los científicos necesitan atestiguar estas atenuaciones varias veces antes de poder decir que es evidencia real de un mundo circular.

Tomará alrededor de un año escanear los cielos sobre el hemisferio sur, y otro año completar el norte. Hacia el final de su misión primaria, de dos años, TESS tendrá una imagen de aproximadamente el 85% del cielo. Los astrónomos anticipan que la nave encontrará aproximadamente 500 ‘súper Tierras’, que no existen en nuestro sistema solar.

"El número de planetas conocidos en el vecindario solar está creciendo lentamente en este momento", destacó Batalha. "TESS lo ampliará de par en par”.

Como están tan cerca de nosotros, las estrellas en el estudio de TESS serán más brillantes, lo cual facilitará que misiones futuras, como la del Telescopio Espacial James Webb, también de la NASA, busquen señales de que sus planetas podrían ser habitables.

Ese trabajo requerirá que los telescopios examinen la pequeña fracción de la luz de las estrellas que pasa a través de la delgada capa de atmósfera de un planeta (si es que posee) y buscar las huellas de moléculas favorables a la vida, como oxígeno, metano y agua. Separar esas señales débiles del resto de la luz de la estrella será extremadamente difícil en el caso de planetas pequeños y rocosos, con atmósferas compactas.

"Se convertirán no solo en nombres de un catálogo; serán destinos, adoptarán personalidades", aseguró Batalha sobre esos perfiles planetarios. "Vamos a aprender mucho más sobre ellos de lo que pudimos con los planetas de Kepler, porque están muy cerca”.

TESS estará preparada para identificar los mundos que rodean a las enanas rojas, esas estrellas pequeñas y tenues que componen aproximadamente las tres cuartas partes de los astros en el cielo.

Las enanas rojas son tan pequeñas que sus planetas parecen relativamente grandes, lo cual los hace más fáciles de detectar. Y debido a que las estrellas son tan oscuras, sus zonas habitables son mucho más compactas; ello significa que TESS podría presenciar múltiples tránsitos dentro de cada uno de sus períodos de observación, de 27 días.

El telescopio ubicado en el espacio también podría estudiar todo tipo de otros fenómenos celestes, como las supernovas, las estrellas fulgurantes y las galaxias activas.

"Cuando hay una misión espacial en el cielo, generalmente los mejores descubrimientos no son los planeados", expuso la astrofísica del MIT, Sara Seager, subdirectora de ciencia de la misión.

Debido a esas estrechas ventanas de observación, la nave no podrá detectar planetas con órbitas más largas que el tamaño de la Tierra, como podría hacerlo Kepler. Pero dado que las 13 franjas de observación en cada hemisferio se superponen en los polos, TESS tendrá ojos en los cielos polares del norte y del sur durante casi un año a la vez. Más adelante, si la misión de dos años de TESS se prolonga lo suficiente, eventualmente podría encontrar los mismos tipos de planetas rocosos y zonas habitables que Kepler.

Además, TESS podría durar mucho más tiempo que Kepler, que se quedaría sin combustible en los próximos meses.

Esto se debe a que el equipo de Ricker diseñó un nuevo tipo de órbita -un viaje elíptico de 13.7 días, que permite a la nave evitar el daño de los cinturones de radiación Van Allen de la Tierra- al tiempo que la acerca lo suficiente como para enviar regularmente cargas con datos de imágenes. La órbita es tan estable que el vehículo espacial no necesitará quemar combustible para mantenerse en su lugar.

“Estoy tan ansiosa por esos datos”, dijo Debra Fischer, a Yale University quien no está involucrada en la misión. "Va a ser absolutamente emocionante".

Los humanos no han desarrollado la tecnología para llegar incluso a las estrellas más cercanas, pero ello podría cambiar en las próximas generaciones, estimó Ricker. "De ser así, la Tierra ya sabrá a dónde enviar pequeños exploradores robóticos".