El telescopio espacial Nancy Grace de la NASA creará panoramas cósmicos masivos, ayudándonos a responder preguntas sobre la evolución de nuestro universo. Los astrónomos también esperan que la misión encuentre miles de planetas utilizando dos métodos diferentes mientras escanea una amplia gama de estrellas en la Vía Láctea.
Roman identificaría estos nuevos mundos potenciales, o exoplanetas, rastreando la cantidad de luz proveniente de estrellas distantes a lo largo del tiempo. En una técnica llamada microgravedad, un pico en las señales luminosas de un planeta. Por otro lado, si la luz de la estrella se atenúa periódicamente, podría deberse a que un planeta cruza la cara de una estrella mientras su órbita está completa. Esta técnica se llama método de cruce. Al utilizar estos dos métodos para encontrar nuevos mundos, los astrónomos obtendrán una visión sin precedentes de la formación y disposición de los sistemas planetarios en nuestra galaxia.
Programado para su lanzamiento a mediados de 2020, Roman será uno de los cazadores de planetas más prolíficos de la NASA.
El gran campo de visión de la misión, su notable precisión y su asombrosa estabilidad proporcionarán una plataforma de observación única para detectar pequeños cambios en la luz necesarios para encontrar otros mundos. Lente de precisión. Este método de detección aprovecha los efectos de curvatura de la luz gravitacional de objetos masivos predichos por la Relatividad General de Einstein.
Ocurre cuando la estrella de primer plano, la lente, se alinea aleatoriamente con una estrella de fondo distante, la fuente, como se ve desde la Tierra. A medida que las estrellas se desplazan en sus órbitas alrededor de la galaxia, la alineación cambia durante días o semanas, cambiando el brillo aparente de la estrella fuente. El patrón exacto de estos cambios proporciona a los astrónomos pistas sobre la naturaleza de la estrella de la lente en primer plano, incluida la presencia de planetas a su alrededor.
Muchas de las estrellas que Roman buscará realmente en el escaneo de la lente microscópica pueden contener planetas en tránsito.
«Los eventos de lentes microscópicos son raros y ocurren rápidamente, por lo que es necesario observar muchas estrellas con frecuencia y medir los cambios de brillo con precisión para encontrarlos», dijo el astrofísico Benjamin Monty, profesor de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney. «Estas son exactamente las mismas cosas que necesita hacer para encontrar planetas transitorios, por lo que al generar un escaneo de lente preciso, Roman también producirá un escaneo de tránsito suave».
en un Papel de 2017Monty y sus colegas han demostrado que Roman, anteriormente conocido como WFIRST, puede capturar más de 100.000 planetas a través de las estrellas de su anfitrión. La atenuación cíclica cuando un planeta transita repetidamente frente a su estrella proporciona una fuerte evidencia de su existencia, algo que los astrónomos generalmente tienen que confirmar con observaciones de seguimiento.
El enfoque de tránsito para encontrar exoplanetas ha tenido un gran éxito. Misiones Kepler y K2 de la NASAQue descubrimos 2.800 planetas confirmados hasta ahoraActualmente está siendo utilizado por la NASA. Tránsito del satélite de prospección de exoplanetas (TESS). Dado que Roman encontraría planetas orbitando estrellas más lejanas y débiles, los científicos a menudo tienen que confiar en el conjunto de datos ampliado de la misión para verificar los planetas. Por ejemplo, Roman podría ver un eclipse secundario: una pequeña disminución en el brillo cuando un filtro planetario pasa por su estrella anfitriona, lo que podría ayudar a confirmar su presencia.
Los métodos de detección dual de un microlente y los tránsitos se complementan entre sí, lo que permite a los romanos encontrar una variedad de planetas. El método de tránsito funciona mejor para los planetas que orbitan cerca de su estrella. Por otro lado, la lente fina puede detectar planetas que orbitan lejos de sus estrellas anfitrionas. Esta tecnología también puede encontrar los llamados planetas rebeldes, a saber No te atrae una estrella en absoluto. Estos mundos pueden variar desde planetas rocosos más pequeños que Marte hasta gigantes gaseosos.
Se espera que aproximadamente tres cuartas partes de los planetas en tránsito que encontrarían los romanos sean gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno, o gigantes de hielo como Urano y Neptuno. Es probable que el resto provenga de planetas entre cuatro y ocho veces la masa de la Tierra, conocidos como Pequeño Neptuno. Estos mundos son especialmente interesantes porque no existen tales planetas en nuestro sistema solar.
Se espera que algunos de los mundos transitorios que captura Roman estén ubicados dentro de la zona habitable de su estrella, o en el rango de distancias orbitales, ya que el planeta puede albergar agua líquida en su superficie. La ubicación de esta región varía según el tamaño y el calor de la estrella anfitriona: cuanto más pequeña y fría es la estrella, más cerca está de su zona habitable. La sensibilidad de Roman al infrarrojo lo convierte en una herramienta poderosa para encontrar planetas alrededor de estas tenues estrellas naranjas.
Este gráfico destaca las áreas de búsqueda de tres misiones para buscar planetas: el próximo telescopio rumano Nancy Grace, el satélite de reconocimiento de exoplanetas transitorios (TESS) y el telescopio espacial Kepler retirado. Los astrónomos esperan que los romanos descubran cerca de 100.000 planetas en tránsito, mundos que periódicamente atenúan la luz de sus estrellas a medida que pasan frente a ellos. Mientras que otras misiones, incluida la encuesta K2 ampliada de Kepler (que no se muestra en este gráfico), han revelado planetas relativamente cercanos, Roman revelará una gran cantidad de mundos muy lejos de casa. Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Roman también aparecerá más lejos de la Tierra que las misiones de búsqueda planetaria anteriores. El estudio original de Kepler observó estrellas a una distancia promedio de unos 2.000 años luz. Vio un área modesta del cielo, con un total de unos 115 grados cuadrados. TESS escanea casi todo el cielo, pero tiene como objetivo encontrar mundos más cercanos a la Tierra, con distancias típicas de unos 150 años luz. Roman utilizará métodos de detección y tránsito de microlentes para encontrar planetas a 26.000 años luz de distancia.
La combinación de los resultados de la búsqueda planetaria de Roman en una lente microscópica y tránsitos planetarios ayudaría a proporcionar un censo más completo de los planetas al revelar mundos de una amplia gama de tamaños y órbitas. La misión brindará la primera oportunidad de encontrar una gran cantidad de planetas en tránsito ubicados a miles de años luz de distancia, lo que ayudará a los astrónomos a aprender más sobre la demografía de los planetas en diferentes regiones de la galaxia.
«El hecho de que podamos descubrir miles de planetas en tránsito con solo mirar los datos exactos de la lente que ya se han capturado es emocionante», dijo la coautora del estudio Jennifer Yee, astrofísica del Centro de Astrofísica. Harvard y el Smithsonian en Cambridge, Massachusetts. «Es ciencia gratuita».
El telescopio espacial rumano Nancy Grace se gestiona en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, con la participación del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y el Instituto de Tecnología de California / IPAC en el sur de California, el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore y un equipo científico que incluye científicos de varios institutos de investigación. Los principales socios de la industria son Ball Aerospace and Technologies Corporation en Boulder, Colorado, L3Harris Technologies en Melbourne, Florida y Teledyne Scientific & Imaging en Thousand Oaks, California.
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