La Misión Nuevos Mundos es un proyecto propuesto que comprende un gran ocultador 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 tomarse con un telescopio espacial existente o un telescopio óptico de luz visible dedicado diseñado óptimamente 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 ha estado buscando financiación adicional de la NASA y otras fuentes por un monto aproximado de US$3 mil millones, incluido su propio telescopio de cuatro metros. [2] [3] Si se financia y se lanza, operaría durante cinco años.
En la actualidad, la detección directa de planetas extrasolares (o exoplanetas) es extremadamente difícil. Esto se debe principalmente a:
La dificultad de observar un planeta tan tenue tan cerca de una estrella brillante es el obstáculo que ha impedido a los astrónomos fotografiar directamente exoplanetas. Hasta la fecha, solo se han fotografiado un puñado de exoplanetas. [4] El primer exoplaneta en ser fotografiado, 2M1207b , está en órbita alrededor de una estrella llamada 2M1207 . Los astrónomos solo pudieron fotografiar este planeta porque es un planeta muy inusual que está muy lejos de su estrella anfitriona, aproximadamente 55 unidades astronómicas (aproximadamente el doble de la distancia de Neptuno ). Además, el planeta está orbitando 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 ocultador . El ocultador impediría que toda la luz de la estrella llegue al observador, mientras que permitiría que la luz del planeta pase sin perturbaciones. El parasol tendría decenas de metros de diámetro y probablemente estaría hecho de Kapton , un material ligero 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 evidencia convincente de la existencia de planetas extrasolares, pero ninguno de ellos proporciona imágenes reales de los planetas.
El objetivo de la Misión Nuevos Mundos es bloquear la luz procedente de estrellas cercanas con un ocultador. Esto permitiría la observación directa de planetas en órbita. El ocultador sería un gran disco que volaría miles de kilómetros a lo largo de la línea de visión. El disco probablemente tendría varias decenas de metros de diámetro y cabría dentro de los vehículos de lanzamiento desechables existentes y se desplegaría después del lanzamiento.
Una dificultad con este concepto es que la luz que llega desde la estrella objetivo se difractaría alrededor del disco e interferiría constructivamente a lo largo del eje central. Por lo tanto, la luz de la estrella seguiría siendo fácilmente visible, lo que haría 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 verificó experimentalmente la existencia de la mancha de Arago . Este efecto se puede negar dando una forma específica al ocultador. Al agregar pétalos de una forma especial al borde exterior del disco, la mancha de Arago desaparecerá, lo que permitirá la supresión de la luz de la estrella.
Esta técnica haría posible la detección planetaria de estrellas a aproximadamente 10 parsecs (unos 32 años luz ) de la Tierra. Se estima que podría haber varios miles de exoplanetas dentro de esa distancia. El parasol 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 parasol es un disco coronógrafo con forma de girasol propuesto 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" del parasol están diseñados para eliminar la difracción que es la característica central de un Aragoscopio .
El parasol 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 trabajar en conjunto con telescopios espaciales como el Telescopio Espacial James Webb , que no lo utilizó, o un nuevo telescopio de 4 metros. [5] Volaría 72.000 km (45.000 mi) frente a un telescopio espacial (entre el telescopio y una estrella objetivo ) y aproximadamente 238.600 millas (384.000 km) de distancia de la Tierra, fuera de la órbita heliocéntrica de la Tierra . [8] Cuando se despliega, el parasol se asemeja a un girasol , con protuberancias puntiagudas alrededor de su circunferencia. El parasol actúa como un coronógrafo muy grande : bloquea la luz de una estrella distante, lo que facilita la observación de planetas asociados . El parasol desplegado podría reducir la luz recolectada de estrellas brillantes hasta en 10 mil millones de veces. La luz que se "filtra" 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 examinar las atmósferas de exoplanetas a decenas de billones de millas 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 que orbitan planetas extrasolares. Esta técnica implicará la obtención de imágenes directas de los planetas bloqueando la luz de las estrellas con un parasol. 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 de Nuevos Mundos, incluidas