Detectores de energía oscura y exoplanetas

22 de noviembre de 2009

La energía oscura no es buena para la vida en el Universo.Esta misteriosa sustancia, que los cosmólogos creen que constituye alrededor del 70 por ciento del Universo, puede llegar a separar las galaxias, las estrellas y los planetas, y finalmente los átomos y moléculas, en lo que algunos llaman el Big Rip.
Es irónico, entonces, que la búsqueda de la energía oscura pueda ayudar en la búsqueda de vida en el Universo. Esto se debe a la caza de planetas a través de una técnica denominada micro-lente que requiere de un tipo similar de instrumento como los que se utiliza para detectar la energía oscura.Tanto la energía oscura como los estudios de exoplanetas se hacen mejor con un telescopio de gran campo optimizado para la observación de infrarrojos, según Peter Garnavich, un cosmólogo de la Universidad de Notre Dame.

En Europa, la misión de Euclides consiste en un telescopio espacial para el hallazgo de la energía oscura, pero algunos creen que podría ser más atractivo para los organismos de financiación si se incluye en la misma misión un estudio sobre los exoplanetas. Una colaboración similar está siendo considerada en los Estados Unidos. Jean-Philippe Beaulieu, del Instituto de Astrofísica de París (IAP) comenta que hay menos dinero para la investigación, por lo que es importante disponer de sólidos proyectos y de misiones de bajo riesgo que maximicen el rendimiento científico.
La primera evidencia de la energía oscura llegó a partir de las observaciones de supernovas hace una década. Los datos mostraron que las supernovas estaban más lejos y era más débiles de lo esperado, lo que significa que la expansión del Universo se está acelerando. Ninguna fuerza conocida puede hacer eso, por lo que surgió la teoría de que una cierta energía desconocida debe de estar tirando del Universo.

Para obtener una mejor comprensión de la energía oscura, los cosmólogos desean medir el cambio que la aceleración ha sufrido con el tiempo. Esto podría hacerse de una de estas tres maneras:

(1) con más observaciones de supernovas
(2) trazando un mapa del clúster de galaxias
(3) mediante la observación de la distorsión evidente en las formas de las galaxias distantes causadas por la materia a lo largo del línea de visión.

Todas estas técnicas requieren un telescopio espacial de gran tamaño que pueda mirar fijamente un gran pedazo del cielo.
Originalmente, el matrimonio de la caza de planetas y la energía oscura era parte de la misión DUNE que se propuso a la Agencia Espacial Europea (ESA) como parte de su Cosmic Vision 2007. Sin embargo, la ESA decidió que DUNE debía fundirse con otro proyecto sobre el estudio de la energía oscura, llamado SPACE. La misión resultante, Euclides, sigue siendo objeto de estudio.
El diseño de Euclides sigue siendo temprano, pero el principal instrumento es un telescopio de 1,2 metros de diámetro diseñado para obtener imágenes de alta resolución óptica. Se buscaría medir la distribución de las galaxias en el cielo, así como evaluar la cantidad de distorsión (el llamado efecto de lente débil) causada por la curvatura de la luz a medida que atraviesa las regiones de materia densa en su camino hacia nosotros.
Para detectar planetas con la técnica de micro-lente,se observaría un gran número de estrellas y se esperaría a que otra estrella pasase cerca de la línea de visión. La masa de la estrella en el primer plano curvaría la luz a su alrededor, haciendo que la estrella de fondo brille más. El aumento en el flujo puede ser desde un factor de unos pocas unidades a un factor de miles.
Los datos de un evento de microlentes dice a los astrónomos la masa de la estrella y del planeta y la separación orbital entre ellas. Pero debido a que los sistemas de micro-lente están muy lejanos, hay pocas posibilidades de aprender más. Un planeta de micro-lente se observa sólo una vez.
A pesar de esta limitación, la información estadística puede ser importante. Una micro-lente es más sensible a los planetas en los radios grandes orbitales a una unidad astronómica, que es precisamente la separación de la Tierra al Sol.Eso significa que las búsquedas de micro-lente son más sensibles a los planetas que orbitan muy cerca de su estrella.
Sin la comprensión de los planetas de baja masa en órbitas más distantes, será difícil de comprender cómo las diferentes regiones del disco proto-planetario interactúan durante el proceso de formación de los planetas.Hay una serie de telescopios terrestres que están observando los cielos en busca de micro-lentes. Hasta ahora han encontrado 9 planetas, con 6 o 7 candidatos más que aún no han sido publicados.
Mover un telescopio desde la Tierra al espacio aumentará la resolución angular y permitirá que las estrellas más pequeñas puedan ser observadas. Puesto que no se trata sólo de una en un millón las posibilidades de que una estrella de fondo sea una microlente, observando más estrellas significa mayores probabilidades de encontrar planetas, especialmente los que son similares a la Tierra.Beaulieu y sus colegas han determinado que, con 3 meses de observaciones de Euclides, podrían estudiar cerce de 200 millones de estrellas y, posiblemente, detectar 10 planetas como la Tierra.
El principal inconveniente de estas empresas mixtas es que los cazadores de planetas y los cosmólogos, tienen que compartir el tiempo de observación, lo que también significa compartir el apoyo financiero.

Más información en el enlace.

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