Aumentar nuestra capacidad para explorar las atmósferas de los exoplanetas
Los exoplanetas se encuentran fuera de nuestro sistema solar. Uno de los métodos que utilizan los científicos para investigar estos planetas lejanos —como los gigantes gaseosos— consiste en medir la composición de su atmósfera. La composición atmosférica puede revelar muchas propiedades fundamentales de los exoplanetas, como su mecanismo de formación y su estructura interna. Sin embargo, aunque se han desarrollado generadores de imágenes de exoplanetas de última generación, tienen una resolución espectral muy baja, lo cual limita su potencial para proporcionar información atmosférica muy detallada. «Los datos de baja resolución espectral son suficientes para revelar la temperatura y la gravedad de estos objetos, y la presencia de grandes bandas de absorción nos informa sobre las moléculas dominantes», explica Arthur Vigan, investigador en astrofísica e instrumentación del Laboratorio de Astrofísica de Marsella en Francia y coordinador del proyecto HiRISE. «Sin embargo, es imposible medir cantidades muy específicas, como la relación carbono-oxígeno, que puede decirnos cómo y dónde se formó el planeta en el disco de gas y polvo que rodea a la estrella primordial», añade Vigan. «Otras cantidades que no se pueden medir son la velocidad orbital de los planetas y su índice de rotación, que también son de especial interés para comprender estos objetos y sus sistemas planetarios», afirma. En el proyecto HiRISE, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, Vigan y sus compañeros diseñaron un nuevo instrumento «demostrador» que combina las capacidades de dos instrumentos ya existentes instalados en el Telescopio Muy Grande (VLT, por sus siglas en inglés) del Observatorio Europeo Austral en Chile. Con una mayor resolución espectral, este demostrador debería ayudar a los científicos a comprender mejor la formación, composición y evolución de los exoplanetas jóvenes.
Combinación de herramientas avanzadas para captar señales de exoplanetas
El demostrador, HiRISE, combina el generador de imágenes de exoplanetas SPHERE con el espectrógrafo de alta resolución CRIRES, mediante fibras ópticas que transmiten la señal de un planeta conocido desde el generador de imágenes hasta el espectrógrafo. «Es algo novedoso ya que antes de HiRISE —y de su equivalente estadounidense KPIC— nadie imaginaba hacer espectroscopia de alta resolución directamente en estos compañeros planetarios», señala Vigan. Para desarrollar el demostrador, el equipo partió de simulaciones de extremo a extremo para evaluar la viabilidad, a la vez que desarrollaba una pieza optomecánica para el instrumento. «La dificultad radicaba en que nuestro instrumento necesitaba nuevos módulos en los instrumentos SPHERE y CRIRES, y además teníamos que tender ochenta metros de fibra alrededor del telescopio», explica Vigan. Una vez satisfecho con el diseño, el equipo lo montó y lo probó en el laboratorio de Marsella. Se instaló en el VLT en junio de 2023, y las primeras pruebas en el cielo tuvieron lugar ese mismo mes.
Un instrumento extranjero de éxito
«El proyecto puede considerarse un gran éxito», señala Vigan. «Instalar con éxito un instrumento novedoso como HiRISE en el VLT con los limitados recursos de que disponíamos es un logro significativo». HiRISE es el primer instrumento visitante del VLT en los últimos quince años. Permanecerá allí al menos hasta 2027.
Ayudar a comprender la atmósfera de los nuevos exoplanetas
Las pruebas en el cielo demostraron un excelente rendimiento, y el equipo ha entrado ahora en una nueva fase de explotación científica. En noviembre de 2023, el equipo de HiRISE inició un nuevo sondeo para estudiar la composición y las órbitas de los exoplanetas y buscar exolunas. «Ya hemos observado cinco exoplanetas, y ya están en camino hallazgos apasionantes», afirma Vigan. «Tenemos previstas noches adicionales en 2024. Esperemos que se consigan muchos resultados en los próximos años».
Palabras clave
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