Una técnica de imágenes ayuda a encontrar exoplanetas

Una de las mayores misiones de la astrofísica es encontrar planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas: lugares en los que pueda existir la vida. Los telescopios normales no son buenos fotografiando directamente dichos objetos pequeños, ya que la luz de una estrella anfitriona en general ahoga la luz relativamente tenue de un posible planeta. Sin embargo, un nuevo avance en la formación de imágenes del espacio puede resolver este molesto problema.

Un estudio dirigido por el astrofísico del Instituto de Tecnología de Florida Daniel Batchelder ha demostrado que un dispositivo de inyección de carga, o CID, tiene la capacidad de capturar la luz de objetos decenas de millones de veces más débiles que otro objeto de la misma imagen. Un exoplaneta junto a una estrella brillante es un ejemplo de ello.

Esta capacidad es el resultado de cómo se utiliza el CID como un tipo de cámara: cada píxel individual funciona de forma independiente y utiliza un sistema de indexación especial. Los píxeles muy claros se resuelven con gran rapidez, mientras que a los píxeles débiles se les permite llevar mantener la recolección de luz durante más tiempo.

"Si se consigue añadir esta tecnología a las futuras misiones espaciales, puede ayudarnos a hacer algunos descubrimientos profundos con respecto a nuestro lugar en el universo", dice Batcheldor. Las conclusiones del estudio aparecen en Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

Más de mil veces mejor

Para estudiar exoplanetas en detalle, los científicos se ven obligados a hacer observaciones de estos objetos muy débiles al lado de estrellas brillantes. La situación se describe habitualmente como el problema de las velas-junto-al-faro, aunque en realidad es miles de veces peor. "La tecnología actual es muy compleja y cara y sigue estando lejos de la consecución de imágenes directas de planetas similares a la Tierra", dice Batcheldor.

Con una beca de la Sociedad Astronómica Americana, Batcheldor y varios estudiantes de posgrado del Departamento de Física y Ciencias del Espacio dirigieron el estudio usando un CID en el telescopio Ortega de 0,8 metros de Florida. Fueron capaces de captar objetos 70 millones de veces más débiles que Sirius, la estrella más brillante de nuestro cielo nocturno. Eso es más de mil veces mejor que una cámara astronómica comercial.

El hecho de que un objeto débil se pudiera detectar con precisión a través de la poco ideal densa atmósfera de Florida hace más fascinantes las observaciones hechas por el CID. Batcheldor planea probarlo a finales de este año en un telescopio en las Islas Canarias, y a finales de año está previsto probar un prototipo de CID en la Estación Espacial Internacional. En ambos casos, los CID están siendo construidos por la empresa Thermo-Fisher Scientific.

La solución de Batcheldor es de potencial interés para los científicos porque es relativamente barata en comparación con otras ideas, que requerirían múltiples y complejos componentes trabajando en tándem en el espacio para obtener una visión de unos pocos y pequeños exoplanetas similares a la Tierra.

"En lo personal, me gustan las soluciones muy simples y directas, sobre todo cuando hay un problema complejo", dice. "El CID es capaz de mirar a una fuente muy brillante al lado de una fuente muy débil y no experimentar gran parte de la degradación de la imagen que normalmente se experimenta con una cámara típica."

Referencia bibliográfica:

D. Batcheldor, R. Foadi, C. Bahr, J. Jenne, Z. Ninkov, S. Bhaskaran, T. Chapman: Extreme Contrast Ratio Imaging of Sirius with a Charge Injection Device. Publications of the Astronomical Society of the Pacific (2016). DOI: 10.1088/1538-3873/128/960/025001.