Un telescopio rectangular podría encontrar más rápido un ‘gemelo’ de la Tierra

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Daniela Alejandra Espindola Villegas

Un grupo de astrofísicos defiende que los telescopios de espejo primario rectangular proporcionan un camino más claro para descubrir mundos habitables que otros diseños en desarrollo actualmente.
Observar un exoplaneta similar a la Tierra por separado de la estrella que orbita es un gran desafío. Incluso en el mejor de los casos, la estrella es un millón de veces más brillante que el planeta; si ambos objetos se difuminan, no hay esperanza de detectarlo. La teoría óptica afirma que la mejor resolución que se puede obtener en las imágenes de un telescopio depende del tamaño del telescopio y de la longitud de onda de la luz observada.
Los planetas con agua líquida emiten la mayor cantidad de luz en longitudes de onda de alrededor de 10 micras (el grosor de un cabello humano fino y 20 veces la longitud de onda típica de la luz visible). En esta longitud de onda, un telescopio necesita captar luz a una distancia de al menos 20 metros para tener la resolución suficiente para separar la Tierra del Sol a una distancia de 30 años luz. Además, el telescopio debe estar en el espacio, ya que mirar a través de la atmósfera terrestre desenfocaría demasiado la imagen. Sin embargo, nuestro telescopio espacial más grande, el Telescopio Espacial James Webb (JWST), tiene solo 6,5 metros de diámetro, y su lanzamiento fue extremadamente difícil.
Dado que desplegar un telescopio espacial de 20 metros parece inalcanzable con la tecnología actual, los científicos han explorado varios enfoques alternativos. Uno de ellos consiste en lanzar varios telescopios más pequeños que mantengan distancias extremadamente precisas entre ellos, de modo que el conjunto actúe como un solo telescopio de gran diámetro. Sin embargo, mantener la precisión de posición requerida de la nave espacial (que debe calibrarse con precisión al tamaño de una molécula típica) tampoco es viable actualmente.
Otras propuestas utilizan luz de longitud de onda más corta, lo que permite utilizar un telescopio más pequeño. Sin embargo, en luz visible, una estrella similar al Sol es más de 10.000 millones de veces más brillante que la Tierra. En este caso, bloquear la luz estelar es inaccesible actualmente, incluso si la imagen, en principio, tiene la resolución suficiente.
Una idea para bloquear la luz estelar consiste en volar una nave espacial llamada 'parasol' de decenas de metros de diámetro, a una distancia de decenas de miles de kilómetros frente al telescopio espacial, de modo que bloquee exactamente la luz de la estrella sin bloquear la luz de un planeta compañero. Sin embargo, este plan requiere el lanzamiento de dos naves espaciales (un telescopio y un parasol). Además, apuntar el telescopio a estrellas diferentes implicaría mover el parasol miles de kilómetros, consumiendo cantidades prohibitivamente grandes de combustible.
Perspectiva rectangular
En un artículo publicado en Frontiers in Astronomy and Space Sciences, un equipo liderado por físicos del Rensselaer Polytechnic Institute y la NASA propone una "alternativa más viable".
"Demostramos que es posible encontrar planetas cercanos similares a la Tierra que orbitan estrellas similares al Sol con un telescopio de tamaño similar al JWST, que opera aproximadamente a la misma longitud de onda infrarroja (10 micras) que el JWST, con un espejo rectangular de 1 x 20 metros en lugar de un círculo de 6,5 metros de diámetro".
"Con un espejo de esta forma y tamaño -añaden-, podemos separar una estrella de un exoplaneta en la dirección de los 20 metros de longitud del espejo del telescopio. Para encontrar exoplanetas en cualquier posición alrededor de una estrella, se puede rotar el espejo de modo que su eje longitudinal se alinee ocasionalmente con la estrella y el planeta".
Los investigadores afirman que, en principio, este diseño puede encontrar la mitad de todos los planetas similares a la Tierra existentes que orbitan estrellas similares al Sol en un radio de 30 años luz en menos de tres años. "Si bien nuestro diseño requerirá mayor ingeniería y optimización antes de garantizar sus capacidades, no existen requisitos obvios que requieran un desarrollo tecnológico intenso, como ocurre con otras ideas innovadoras", matizan.
Además de en el JWST, el nuevo concepto de telescopio espacial está inspirado en el Difractor Interfero Coronagraph Exoplanet Resolver (DICER), un observatorio espacial infrarrojo hipotético.