La Misión Nuevos Mundos es un proyecto propuesto que comprende un gran ocultista que vuela en formación con un telescopio espacial diseñado para bloquear la luz de las estrellas cercanas con el fin de observar sus exoplanetas en órbita . Las observaciones podrían realizarse con un telescopio espacial existente o con un telescopio óptico de luz visible diseñado de manera óptima para la tarea de encontrar exoplanetas. Un proyecto de investigación preliminar fue financiado desde 2005 [1] hasta 2008 por el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC) y dirigido por Webster Cash de la Universidad de Colorado en Boulder en conjunto con Ball Aerospace & Technologies Corp. , Northrop Grumman , Southwest Research Institute y otros. Desde 2010, el proyecto busca financiación adicional de la NASA y otras fuentes por un importe aproximado de 3.000 millones de dólares, incluido su propio telescopio de cuatro metros. [2] [3] Si se financia y se pone en marcha, funcionaría durante cinco años.
Actualmente, la detección directa de planetas extrasolares (o exoplanetas) es extremadamente difícil. Esto se debe principalmente a:
La dificultad de observar un planeta tan tenue y tan cerca de una estrella brillante es el obstáculo que ha impedido a los astrónomos fotografiar exoplanetas directamente. Hasta la fecha, sólo se han fotografiado un puñado de exoplanetas. [4] El primer exoplaneta fotografiado, 2M1207b , está en órbita alrededor de una estrella llamada 2M1207 . Los astrónomos sólo pudieron fotografiar este planeta porque es un planeta muy inusual que está muy lejos de su estrella anfitriona, aproximadamente a 55 unidades astronómicas (aproximadamente el doble de la distancia de Neptuno ). Además, el planeta orbita una estrella muy tenue, conocida como enana marrón .
Para superar la dificultad de distinguir más planetas similares a la Tierra en las proximidades de una estrella brillante, la Misión Nuevos Mundos bloquearía la luz de la estrella con un ocultista . El ocultista impediría que toda la luz de las estrellas llegue al observador, al tiempo que permitiría que la luz del planeta pasara sin ser molestada. La sombra estelar tendría decenas de metros de ancho y probablemente estaría hecha de Kapton , un material liviano similar al Mylar . [5]
Los métodos tradicionales de detección de exoplanetas se basan en medios indirectos para inferir la existencia de cuerpos en órbita. Estos métodos incluyen:
Todos estos métodos proporcionan pruebas convincentes de la existencia de planetas extrasolares, pero ninguno proporciona imágenes reales de los planetas.
El objetivo de la Misión Nuevos Mundos es bloquear la luz proveniente de estrellas cercanas con un ocultista. Esto permitiría la observación directa de planetas en órbita. El ocultador sería un gran disco laminar que volaría miles de kilómetros a lo largo de la línea de visión. El disco probablemente tendría varias decenas de metros de diámetro y encajaría dentro de los vehículos de lanzamiento prescindibles existentes y se desplegaría después del lanzamiento.
Una dificultad con este concepto es que la luz proveniente de la estrella objetivo se difractaría alrededor del disco e interferiría constructivamente a lo largo del eje central. Por tanto, la luz de las estrellas seguiría siendo fácilmente visible, haciendo imposible la detección de planetas. Este concepto fue teorizado por primera vez por Siméon Poisson para refutar la teoría ondulatoria de la luz, ya que pensaba que la existencia de un punto brillante en el centro de la sombra no tenía sentido. Sin embargo Dominique Arago comprobó experimentalmente la existencia de la mancha de Arago . Este efecto se puede anular dando forma específica al ocultador. Al agregar pétalos con formas especiales al borde exterior del disco, la mancha de Arago desaparecerá, permitiendo la supresión de la luz de la estrella.
Esta técnica haría posible la detección planetaria de estrellas dentro de aproximadamente 10 parsecs (unos 32 años luz ) de la Tierra. Se estima que podría haber varios miles de exoplanetas a esa distancia. El starshade es similar pero no debe confundirse con el Aragoscopio , [6] que es un dispositivo de imágenes propuesto diseñado para utilizar la difracción de la luz alrededor de un escudo de luz perfectamente circular para producir una imagen. El starshade es un disco coronógrafo propuesto en forma de girasol que fue diseñado para bloquear la luz de las estrellas que interfiere con las observaciones telescópicas de otros mundos. Los "pétalos" de la forma de "girasol" de la sombra estelar están diseñados para eliminar la difracción que es la característica central de un aragoscopio .
El starshade es una nave espacial diseñada por Webster Cash, astrofísico del Centro de Astrofísica y Astronomía Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder . [7] La nave espacial propuesta fue diseñada para funcionar en conjunto con telescopios espaciales como el Telescopio Espacial James Webb , que no lo utilizó, o un nuevo telescopio de 4 metros. [5] Volaría a 72.000 km (45.000 millas) frente a un telescopio espacial (entre el telescopio y una estrella objetivo ) y aproximadamente a 238.600 millas (384.000 km) de distancia de la Tierra, fuera de la órbita heliocéntrica de la Tierra . [8] Cuando se despliega, la sombra estelar se asemeja a un girasol , con protuberancias puntiagudas alrededor de su circunferencia. La pantalla estelar actúa como un coronógrafo muy grande : bloquea la luz de una estrella distante, lo que facilita la observación de los planetas asociados . La sombra estelar desplegada podría reducir la luz captada por las estrellas brillantes hasta en 10 mil millones de veces. La luz que se "fuga" por los bordes sería utilizada por el telescopio mientras escanea el sistema objetivo en busca de planetas . Con la reducción de la luz intensa, los astrónomos podrán comprobar las atmósferas de los exoplanetas a decenas de billones de kilómetros de distancia en busca de posibles firmas químicas de vida . [1]
La Misión Nuevos Mundos tiene como objetivo descubrir y analizar planetas extrasolares terrestres :
Además de encontrar y analizar planetas terrestres, también puede descubrir y analizar gigantes gaseosos . La Misión Nuevos Mundos también encontrará lunas y anillos orbitando planetas extrasolares. Esta técnica implicará obtener imágenes directas de los planetas bloqueando la luz de las estrellas con una pantalla estelar. Estudiará las lunas y los anillos en detalle y descubrirá si las lunas también pueden albergar vida si los planetas gigantes gaseosos orbitan en las zonas habitables de las estrellas madre.
Hay muchas posibilidades para varias Misiones del Nuevo Mundo, incluidas