Científicos desarrollan una tecnología clave para buscar mundos habitables fuera del sistema solar
Un equipo logró perfeccionar una técnica capaz de filtrar el resplandor de las estrellas y revelar planetas lejanos con condiciones aptas para la vida
Investigadores del Colegio de Óptica y Fotónica de la Universidad de Florida Central desarrollan PEEPSS, una tecnología para ayudar a futuros telescopios espaciales a detectar mundos habitables fuera del sistema solar ocultos por el brillo de sus estrellas.
PEEPSS es la sigla de Sistema Espectroscópico de Exoplanetas Habilitado por Fotónica. El proyecto respalda los objetivos del Observatorio de Mundos Habitables propuesto por la NASA para buscar planetas parecidos a la Tierra y analizar sus atmósferas en busca de signos de vida.
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El proyecto lo encabeza Stephen Eikenberry, profesor e investigador principal.
Eikenberry comparó ese reto con intentar ver una pequeña luz parpadeante mientras alguien te apunta con un foco directamente a la cara. Según explicó, los planetas en zona habitable orbitan estrellas que suelen ser 10 mil millones de veces más brillantes que ellos.
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El obstáculo técnico para ver planetas habitables
Los astrónomos ya saben que los planetas son comunes en el universo. El desafío ahora es identificar los que se parecen a la Tierra, cuya señal es muy tenue frente al brillo dominante de su estrella.
Para lograrlo usan coronógrafos, instrumentos que bloquean parte del resplandor estelar y dejan pasar la débil luz planetaria hacia los detectores. Aun así, las imperfecciones microscópicas en la óptica del telescopio dejan escapar suficiente luz como para arruinar la observación.
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Eikenberry explicó que incluso una fuga de una parte en un millón sigue siendo 10.000 veces más brillante que el exoplaneta buscado. Por eso, el sistema aplica una detección avanzada de frente de onda para detectar y corregir pequeñas distorsiones en la luz entrante antes de que saturen la señal del planeta.
A diferencia de otros sistemas que controlan la luz en una etapa anterior del proceso óptico, PEEPSS realiza esa detección en el plano focal del telescopio, el mismo lugar donde se obtiene la imagen científica. Eso permite localizar y corregir errores ópticos que aparecen después de que la luz atraviesa el coronógrafo, distorsiones que los científicos llaman aberraciones de trayectoria no común.
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Cómo funciona la tecnología de linternas fotónicas
En el centro del sistema están las linternas fotónicas, una tecnología emergente que separa la luz incidente compleja en canales ópticos individuales. Ese proceso permite recuperar no solo información sobre el brillo, sino también datos de fase que los sistemas de imagen convencionales suelen descartar.
Los detectores tradicionales borran esa información, dijo Eikenberry. Las linternas fotónicas nos permiten recuperarla.
Esa información adicional permite lo que los investigadores describen como imágenes de inspiración cuántica. La técnica usa el comportamiento de la luz para mejorar la resolución de la imagen y filtrar el resplandor estelar que aún permanece.
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Los investigadores de CREOL se han convertido en aportantes destacados del campo de la astrofotónica, que combina astronomía, fibra óptica y tecnologías fotónicas avanzadas. Eikenberry afirmó que solo dos centros realizan trabajo de vanguardia en linternas fotónicas: su equipo y la Universidad de Sídney en Australia.
Pruebas y potencial para futuras misiones
El proyecto actual está estructurado como un esfuerzo de tres años centrado en construir y probar prototipos de sistemas de linternas fotónicas en laboratorio y en telescopios. En esa tarea también participan la Universidad de California en Santa Cruz, el Instituto Científico del Telescopio Espacial y la Universidad de Sídney.
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En la Universidad de Florida Central, Eikenberry trabaja con la estudiante de posgrado Genevieve Markees y con investigadores como Rodrigo Amezcua Correa, Miguel Bandres y José-Enrique Antonio-López. Su experiencia en fibra óptica y fotónica ayudó a establecer esa colaboración.
Algunas versiones de la tecnología ya fueron probadas en telescopios de Hawái gracias a la colaboración con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y socios internacionales. Los investigadores esperan que esta herramienta pueda integrarse en futuras misiones de la NASA para buscar planetas habitables alrededor de estrellas distantes.
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Eikenberry sostuvo que identificar mundos con condiciones aptas para una vida similar a la terrestre ya supondría un cambio profundo. Si además se detectaran pruebas reales de vida, el hallazgo quedaría entre los mayores descubrimientos científicos para la humanidad.
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