los Telescopio espacial James Webb es como la fiesta del siglo que se aplaza cada vez más. Debido a su gran complejidad y algunas lecturas anómalas que se detectaron durante las pruebas de vibración, la fecha de lanzamiento de este telescopio se ha retrasado muchas veces; actualmente se espera que se lance en algún momento en 2021. Pero por razones obvias, la NASA sigue comprometida a ver esto misión a través.
Una vez desplegado, el JWST será el telescopio espacial más poderoso en funcionamiento, y su conjunto avanzado de instrumentos revelará cosas sobre el Universo que nunca antes se habían visto. Entre estos se encuentran las atmósferas de los planetas extrasolares, que inicialmente consistirán en gigantes gaseosos. Al hacerlo, el JWST refinará la búsqueda de planetas habitables y, finalmente, comenzará a examinar algunos posibles candidatos.
El JWST lo hará junto con el Satélite de prospección de exoplanetas en tránsito (TESS), que se desplegó en el espacio en abril de 2018. Como su nombre indica, TESS buscará planetas utilizando el Método de tránsito (también conocido como Transit Photometry), donde las estrellas son monitoreadas por caídas periódicas de brillo, que son causadas por un planeta que pasa frente a ellas en relación con el observador.
Algunas de las primeras observaciones de Webb se llevarán a cabo a través del programa Discretionary Early Release Science del Director, un equipo de planetas exoplanetas en tránsito en el centro de operaciones científicas de Webb. Este equipo planea realizar tres tipos diferentes de observaciones que proporcionarán nuevos conocimientos científicos y una mejor comprensión de los instrumentos científicos de Webb.
Como Jacob Bean, de la Universidad de Chicago, investigador co-principal del proyecto de exoplanetas en tránsito, explicó en un comunicado de prensa de la NASA:
“Tenemos dos objetivos principales. El primero es conseguir que los conjuntos de datos de exoplanetas en tránsito de Webb lleguen a la comunidad astronómica lo antes posible. El segundo es hacer una gran ciencia para que los astrónomos y el público puedan ver cuán poderoso es este observatorio ”.
Como Natalie Batalha del Centro de Investigación Ames de la NASA, investigadora principal del proyecto, agregó:
"El objetivo de nuestro equipo es proporcionar conocimiento crítico y conocimientos a la comunidad astronómica que ayudará a catalizar la investigación de exoplanetas y hacer el mejor uso de Webb en el tiempo limitado que tenemos disponible".
Para su primera observación, el JWST será responsable de caracterizar la atmósfera de un planeta examinando la luz que la atraviesa. Esto sucede cada vez que un planeta transita frente a una estrella, y la forma en que se absorbe la luz a diferentes longitudes de onda proporciona pistas sobre la composición química de la atmósfera. Desafortunadamente, los telescopios espaciales existentes no han tenido la resolución necesaria para escanear algo más pequeño que un gigante gaseoso.
los JWST Con sus avanzados instrumentos infrarrojos, examinará la luz que pasa a través de atmósferas de exoplanetas, la dividirá en un espectro de arco iris y luego inferirá la composición de las atmósferas en función de qué secciones de luz faltan. Para estas observaciones, el equipo del proyecto seleccionó WASP-79b, un exoplaneta del tamaño de Júpiter que orbita una estrella en la constelación de Eridanus, aproximadamente a 780 años luz de la Tierra.
El equipo espera detectar y medir la abundancia de agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono en WASP-79b, pero también espera encontrar moléculas que aún no se han detectado en atmósferas de exoplanetas. Para su segunda observación, el equipo monitoreará un "Júpiter caliente" conocido como WASP-43b, un planeta que orbita su estrella con un período de menos de 20 horas.
Al igual que todos los exoplanetas que orbitan cerca de sus estrellas, este gigante gaseoso está bloqueado por mareas, donde un lado siempre está frente a la estrella. Cuando el planeta está frente a la estrella, los astrónomos solo pueden ver su parte trasera más fría; pero a medida que orbita, el lado caluroso del día aparece lentamente. Al observar este planeta durante toda su órbita, los astrónomos podrán observar esas variaciones (conocidas como curvas de fase) y utilizar los datos para mapear la temperatura, las nubes y la química atmosférica del planeta.
Estos datos les permitirán muestrear la atmósfera a diferentes profundidades y obtener una imagen más completa de la estructura interna del planeta. Como Bean indicó:
“Ya hemos visto variaciones dramáticas e inesperadas para este planeta con Hubble y Spitzer. Con Webb revelaremos estas variaciones con un detalle significativamente mayor para comprender los procesos físicos que son responsables ".
Para su tercera observación, el equipo intentará observar un planeta en tránsito directamente. Esto es muy desafiante, ya que la luz de la estrella es mucho más brillante y, por lo tanto, oscurece la tenue luz que se refleja en la atmósfera del planeta. Un método para abordar esto es medir la luz que proviene de una estrella cuando el planeta es visible, y nuevamente cuando desaparece detrás de la estrella.
Al comparar las dos mediciones, los astrónomos pueden calcular cuánta luz proviene solo del planeta. Esta técnica funciona mejor para planetas muy calientes que brillan intensamente con luz infrarroja, por eso seleccionaron WASP-18b para esta observación, un Júpiter caliente que alcanza temperaturas de alrededor de 2.900 K (2627 ° C; 4.800 ° F). En el proceso, esperan determinar la composición de la estratosfera sofocante del planeta.
Al final, estas observaciones ayudarán a probar las habilidades del JWST y calibrar sus instrumentos. El objetivo final será examinar las atmósferas de los exoplanetas potencialmente habitables, que en este caso incluirán planetas rocosos (también conocidos como "similares a la Tierra") que orbitan estrellas enanas rojas más tenues y de baja masa. Además de ser la estrella más común en nuestra galaxia, también se cree que las enanas rojas son el lugar más probable para encontrar planetas similares a la Tierra.
Como Kevin Stevenson, investigador del Space Telescope Science Institute y co-investigador principal del proyecto, explicó:
“TESS debería ubicar más de una docena de planetas que orbitan en las zonas habitables de las enanas rojas, algunas de las cuales podrían ser habitables. Queremos saber si esos planetas tienen atmósferas y Webb será quien nos lo diga. Los resultados contribuirán en gran medida a responder la pregunta de si las condiciones favorables para la vida son comunes en nuestra galaxia ”.
los Telescopio espacial James Webb será el principal observatorio de ciencia espacial del mundo una vez desplegado, y ayudará a los astrónomos a resolver misterios en nuestro Sistema Solar, estudiar exoplanetas y observar los primeros períodos del Universo para determinar cómo evolucionó su estructura a gran escala con el tiempo. Por esta razón, es comprensible que la NASA pida que la comunidad astronómica sea paciente hasta que esté segura de que se desplegará con éxito.
Cuando la recompensa es nada menos que descubrimientos innovadores, es justo que estemos dispuestos a esperar. Mientras tanto, asegúrese de ver este video sobre cómo los científicos estudian las atmósferas de exoplanetas, cortesía del Space Telescope Science Institute:
