Las pruebas preliminares muestran que la nueva cámara recién bautizada, y construida para tomar fotos de planetas orbitando estrellas distantes, es la más sensible de su tipo.

Esta nueva cámara, llamada Gemini Planet Imager (GPI), está situada en el telescopio Gemini Sur, en Chile. Se dedica a fotografiar directamente planetas extrasolares. Cada aspecto del dispositivo está ajustado para maximizar la sensibilidad de la cámara a los exoplanetas, que son muy débiles comparados con su estrella brillante.

La cámara está armada con un sofisticado sistema de “óptica adaptativa” que corrige activamente los efectos borrosos de la atmósfera terrestre. También tiene un coronógrafo que bloquea la luz de la estrella para que se puedan ver los planetas.

Nuevos ojos sobre mundos extraterrestres

A principios de este año, en enero, los científicos dieron a conocer la primera foto de un planeta extrasolar, obtenida mediante el GPI. Aunque se comunicó la noticia el 07 de enero, la imagen ya había sido tomada antes, el 11 de noviembre del 2013, mientras que los científicos apuntaban el telescopio y la cámara GPI sobre el exoplaneta Beta Pictoris b.

El primer objetivo de GPI era un exoplaneta conocido, situado a unos 63 años luz de la Tierra, orbitando alrededor de la estrella Beta Pictoris, la segunda estrella más brillante en la constelación austral de Pictor, el caballete. Descubierto en el 2008, Beta Pictoris b es un gigante gaseoso con un radio dos tercios de veces más grande que el de Júpiter, y unas 3000 veces más masivo que la Tierra. Los científicos recientemente fueron capaces de medir la duración de un día en Beta Pictoris b. Es la primera vez que se ha registrado el día en un planeta de otro sistema solar.

Tomar imágenes de otros planetas es muy difícil. Por ejemplo, Júpiter es mil millones de veces más tenue que el Sol en la luz visible. El GPI mejora el contraste en la toma de imágenes de planetas alrededor de 50 veces.

La cámara GPI detectó Beta Pictoris b en una sola foto, con un tiempo de exposición de apenas 60 segundos, y con un mínimo de procesamiento de imágenes después. Por comparación, los esfuerzos anteriores requerían más de una hora de tiempo de exposición, así como un procesamiento significativo de imágenes.

Bruce Macintosh, un astrónomo de la Universidad de Stanford en California, dijo: “Es ciertamente emocionante que GPI funcionó tan bien nada más sacarlo de la caja”.

También añadió: “Cuando hicimos nuestra primera imagen de un exoplaneta, no era de extrañar que el planeta estaba allí, lo habíamos visto mucho antes. Pero, el hecho de que pudimos verlo en una sola imagen de 1 minuto sin procesamiento, en vez de una hora utilizando un telescopio y muchas técnicas de procesamiento avanzado de imágenes (cómo se solía hacer antes), fue alucinante. Todo el mundo en la sala de control se quedó asombrado”.

Exoplaneta Beta Pictoris b

Con el uso de GPI, los científicos descubrieron que Beta Pictoris b tarda unos 20,5 años en orbitar su estrella, a una distancia nueve veces mayor que la de la Tierra-Sol, lo cual está un poco más cerca que la distancia de Saturno al Sol.

Macintosh dijo: “Podemos ver sistemas planetarios jóvenes, como el de Beta Pictoris, donde los planetas apenas acaban de formarse. Con esto, podemos obtener información acerca de los primeros tiempos de la formación del sistema solar. Saber cómo se distribuyen los planetas es importante para limitar los modelos de formación de planetas, y así averiguar cómo podrían ser los distintos tipos de sistemas planetarios”.

Los investigadores calculan que el exoplaneta tiene una probabilidad del 4% de hacer un tránsito, o lo que es lo mismo, de pasar por delante de su estrella, a finales del 2017. Macintosh dijo: “Si esto sucediera, sería increíble – todavía no se ha fotografiado directamente ningún exoplaneta en pleno tránsito”. Con una medición del tránsito, los astrónomos podrían saber exactamente como de grande es Beta Pictoris b, y esta información junto con otros detalles podría darnos la temperatura del planeta y otros parámetros.

Además, el GPI analizará las composiciones de los exoplanetas que observa. Los científicos pueden detectar la composición de un planeta mediante el uso de instrumentos llamados espectrógrafos que descomponen la luz procedente del exoplaneta en una amplia variedad de longitudes de onda. El espectro de longitudes de onda de la luz que un elemento emite o absorbe actúa como una huella digital, revelando la identidad del material en cuestión.

Macintosh dijo: “La composición de la atmósfera es como una ventana para estudiar las propiedades de un exoplaneta”.

El GPI sólo analizará la composición de exoplanetas gigantes, que no son habitables, por lo menos para la vida tal y como la conocemos. Para analizar la composición atmosférica de los planetas rocosos, de tipo Tierra, y ver si son potencialmente habitables, se necesitaría, o bien, un telescopio extremadamente grande, de 30 metros de abertura o más en el suelo, o, un poderoso telescopio espacial que pueda bloquear la luz de la estrella y que tenga un espectrógrafo de imágenes como el del GPI. Al trabajar con GPI y obtener espectros de planetas grandes de color rojo, estamos al mismo tiempo desarrollando las tecnologías y técnicas que algún día nos permitirán obtener un espectro de un pequeño punto azul [como la Tierra].

Los investigadores planean, durante un año más o menos, seguir ajustando el GPI y ver cómo funciona. Luego, en noviembre, los científicos planean utilizar el GPI para descubrir más exoplanetas, escaneando unas 600 estrellas jóvenes y cercanas durante 3 o 4 años.

Macintosh dijo: “Según las simulaciones llevadas a cabo, deberíamos obtener de 20 a 50 nuevos exoplanetas fotografiados, lo cual es un gran paso adelante”.

Fuente: Space