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Quizás resulte sorprendente que la mayoría de las estrellas de la galaxia no sean sol Es posible que las estrellas rojas no sean simplemente réplicas exactas de otras estrellas, sino más bien bolas más pequeñas de gas y plasma conocidas como enanas rojas, aproximadamente la mitad del tamaño de la estrella de la Tierra.

Los astrónomos han puesto sus ojos en estas estrellas desde hace algún tiempo como lugares tentadores para buscar mundos habitables. No sólo son las estrellas más pobladas, sino que sus planetas son prácticamente más fáciles de estudiar. Los métodos actuales de detección atmosférica funcionan mejor cuando los planetas orbitan cerca de sus estrellas en órbitas bastante cercanas. espacioLas temperaturas relativamente frías de las estrellas enanas rojas ofrecen la oportunidad de acercarse a mundos más cercanos sin quemarse.

A pesar del potencial de las enanas rojas, nadie sabe con certeza si sus mundos son capaces de contener una atmósfera o qué sustancias químicas podrían estar presentes en su aire.

Los científicos pronto comenzarán a responder estas preguntas. Telescopio espacial James Webbuna asociación entre NASA Y sus homólogos europeos y canadienses. Un nuevo programa a gran escala dedicará unas 500 horas a observar exoplanetas rocosos que orbitan pequeñas estrellas rojas, buscando específicamente atmósferas.

Aunque el estudio está designado para el cuarto ciclo de investigación del programa Webb, que comienza el próximo julio, las observaciones pueden comenzar antes, dijo Néstor Espinosa, astrónomo que dirige el equipo de implementación del programa.

“Este es un programa de alto riesgo y alta recompensa”, dijo a Mashable. “Imagínese que observamos atmósferas para todos los objetivos y luego responde la pregunta: 'Sí, las atmósferas son muy comunes alrededor de estas estrellas. “Esto significa que tal vez podría surgir vida. Por otro lado, si descubrieras que ninguno de ellos tiene atmósfera, sería muy triste, pero también muy interesante. Significa que nuestro sistema planetario es realmente especial”.

Muchos científicos de exoplanetas creen que si existe vida en otros mundos, la humanidad probablemente la encontrará primero en un mundo rocoso que orbita alrededor de una estrella enana roja.
Copyright: NASA/JPL/Centro de Investigación Ames/Ilustración de Daniel Rutter

La mayoría de los astrónomos coinciden en que Revelar la atmósfera La atmósfera terrestre es extremadamente importante en la búsqueda de mundos habitables. La NASA llama en broma a la atmósfera terrestre una “manta de seguridad”: sin ella, la vida que prospera en el planeta no existiría. Esta manta retiene el oxígeno en el aire y filtra los dañinos rayos ultravioleta del sol, al mismo tiempo que mantiene nuestro mundo cálido. Además, crean una presión que permite que el agua líquida se acumule en la superficie.

Los científicos han encontrado signos de atmósferas que rodean a muchos planetas. 5700 Los exoplanetas que se han descubierto hasta ahora, pero todos han estado a nuestro alrededor Planetas gigantes gaseososel ama JúpiterEl planeta Tierra es un planeta compuesto mayoritariamente por hidrógeno. Hasta ahora, la búsqueda de un mundo más parecido a la Tierra, rodeado por una atmósfera protectora, ha permanecido fuera del alcance de los astrónomos, aunque el Telescopio Webb ha ayudado recientemente a los científicos a encontrar algunas apuestas plausibles, como 55, GG 486By LHS 1140b.

Jennifer Lutz, que dirige las operaciones de Webb y Hubble en el Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, dijo: Hace poco decidí empezar Explorar exoplanetas rocosos utilizando el tiempo discrecional del director, al igual que expediciones científicas revolucionarias como… Imágenes de campo profundo del telescopio Hubble Este estudio ha alcanzado la madurez. Además del trabajo de Webb, el nuevo estudio incluirá alrededor de 250 órbitas de observaciones ultravioleta realizadas por el Telescopio Hubble para ayudar a determinar la actividad de las estrellas enanas rojas.

Además de Webb, el nuevo estudio incluirá alrededor de 250 órbitas de observaciones ultravioleta realizadas por el Telescopio Hubble.
Copyright: Adrian Mann/Stocktrek Images/Getty Images ilustración

El Hubble desempeñará un papel fundamental a la hora de revelar si uno de estos mundos terrestres podría existir Quédate con la atmósfera Muy cerca de una estrella que la bombardea constantemente con radiación.

“Es un hermoso mensaje para difundir. La gente piensa que Webb es el sucesor del Hubble, pero eso no es cierto. Se complementan entre sí. Es el equipo de ensueño perfecto para realizar esta misión”, dijo Espinosa.

“Es el equipo de ensueño perfecto para hacer este trabajo”.

Técnica de eclipse secundario

Desde que Webb comenzó a trabajar, los investigadores han utilizado repetidamente una técnica llamada Espectroscopia de transmisión Estudiar exoplanetas. Cuando estos mundos pasan frente a su estrella anfitriona, la luz de la estrella se filtra a través de su atmósfera. Las moléculas dentro de la atmósfera absorben ciertas longitudes de onda de luz o colores, por lo que al descomponer la luz en sus partes básicas, como un arco iris, los astrónomos pueden detectar fragmentos de luz faltantes para discernir la composición molecular de la atmósfera.

Pero este método tiene sus inconvenientes. Si la luz de las estrellas es perfectamente uniforme, esto es normal, pero las estrellas enanas rojas, también conocidas como enanas rojas, pueden formarse con la luz solar. Manchas de estrellas Igual que el sol, haciendo que las señales varíen. Este problema, llamado contaminación estelar, ha llevado recientemente a los científicos de Webb a adoptar otra técnica, conocida como observaciones de eclipses secundarios.

La espectroscopia secundaria del eclipse, como se muestra en el diagrama anterior, elimina el problema de la llamada “contaminación estelar”.
Copyright: NASA / ESA / CSA / Danny Player / Andy James / Gráfico de Greg Bacon

con Eclipses secundariosEs un juego de escondite. Los científicos miden las señales de la enana roja y del planeta cuando el planeta está del lado de la estrella. Luego, cuando la órbita del planeta lleva al mundo detrás de la estrella, los científicos recogen solo la señal de la luz estelar. Restando la estrella del total, los investigadores pueden aislar sólo la luz procedente del planeta. Los equipos utilizarán un filtro de longitud de onda específica que puede detectar dióxido de carbono, que se cree que es un posible componente de la atmósfera.

Los científicos también tomarán mediciones térmicas para tener una idea temprana de si existe o no atmósfera. Si la temperatura es más baja de lo esperado, es un fuerte indicio de que la espesa atmósfera está distribuyendo energía desde el lado diurno del planeta (el hemisferio que mira a la estrella) hacia el lado nocturno.

Estudio web de mundos rocosos

La nueva campaña permitirá a los científicos realizar la encuesta 10 a 20 mundos de rockCon especial atención a los planetas cuyas temperaturas oscilan entre 200 y 450 Kelvin. En comparación, la temperatura de la Tierra es de 288 Kelvin, o 59 grados Fahrenheit en promedio. La mayoría de los objetivos tendrán menos del doble del tamaño de la Tierra. El Instituto Científico del Telescopio Espacial emitirá una convocatoria de asesores para ayudar a determinar la lista de objetivos.

Los astrónomos descubrieron el sistema TRAPPIST-1, una familia de planetas agrupados alrededor de una estrella enana roja, hace unos siete años.
Copyright: Mark Garlick/Science Image Library/Ilustración de imagen de Getty Images

Para Kevin Stevenson, astrofísico del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, la lista de deseos incluiría GJ 486 b, un mundo que ha estudiado anteriormente, y LTT 1445 a bEs uno de los argumentos más poderosos a favor de la existencia del aire. Él cree que la campaña de Webb hará avanzar la comprensión humana de los mundos rocosos en una década.

“Este programa de investigación será el siguiente gran paso para responder a la pregunta: ¿estamos solos?”, dijo Stevenson en un correo electrónico. “Es difícil ver cómo la vida, al menos tal como la conocemos, podría sobrevivir en un planeta sin atmósfera. .” aéreo”.

“Este programa de encuestas será el siguiente gran paso para responder a la pregunta: ¿Estamos solos?”

Si resulta que la mayoría de los planetas que orbitan alrededor de enanas rojas no tienen atmósfera, un futuro instrumento, Observatorio de los mundos habitablesDijo que esto se vuelve más importante en la búsqueda de vida fuera de este sistema solar. Se espera que el telescopio tipo Hubble se centre en mundos terrestres que orbitan estrellas similares al Sol.

Pero este avance podría tener un impacto importante en cómo se utilizarán Webb y otros observatorios líderes en el futuro, dijo Sarah Moran, científica de exoplanetas en el Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona.

“Si el programa es capaz de determinar de manera concluyente que uno de estos mundos rocosos que orbitan alrededor de una estrella enana de tipo M tiene atmósfera, podría sentar las bases no sólo para el resto de la vida operativa del JST, sino y quizás también para la próxima gran observatorio.”