Claves de la misión canadiense para descubrir planetas similares a la Tierra fuera del sistema solar

La exploración de planetas fuera del sistema solar avanza con el apoyo de nuevas tecnologías que permiten identificar mundos pequeños y rocosos, similares a la Tierra, en órbita alrededor de otras estrellas. Uno de los retos principales consiste en detectarlos cuando giran en torno a astros muy tenues, donde los métodos tradicionales encuentran más dificultades.

Ante este desafío, un equipo de investigadores liderado por científicos de la Western University publicó un estudio sobre la misión canadiense POET (Photometric Observations of Exoplanet Transits). El artículo detalla cómo este satélite buscará exoplanetas del tamaño terrestre en estrellas ultrafrías, lo que ampliará la frontera de la búsqueda de mundos habitables.

Objetivos y características del POET

El método de tránsito consiste en observar la disminución de brillo de una estrella cuando un planeta pasa exactamente por delante de ella desde nuestra perspectiva. Este fenómeno provoca una leve y temporal caída en la luz que los telescopios reciben del astro. Al medir estos descensos en la luminosidad de forma precisa y repetida, los astrónomos pueden detectar la presencia de un exoplaneta, estimar su tamaño y calcular el tiempo que tarda en orbitar a su estrella.

El documento científico describe a POET como un satélite pequeño equipado con un telescopio de 20 centímetros de apertura, lo que significa que su lente principal capta más luz que la de las misiones espaciales canadienses previas, MOST y NEOSSat. Mientras esos solo observaban en la luz visible, POET está diseñado para captar luz en tres zonas: ultravioleta cercano, visible-infrarrojo cercano e infrarrojo de onda corta.

Esto le permite analizar desde la luz más azul hasta la luz más roja que pueden emitir las estrellas, por lo que cubre una franja de longitudes de onda más amplia. Gracias a esta variedad, puede distinguir mejor las señales que provienen de la atmósfera de los exoplanetas y las que se deben a “manchas” en la superficie de las estrellas, lo que mejora la precisión en el estudio de planetas rocosos y supertierras.

Los dos grandes objetivos de POET son, por un lado, analizar las atmósferas de exoplanetas ya conocidos que sean más grandes que la Tierra; por otro, buscar nuevos planetas pequeños y rocosos, similares al nuestro, que estén en órbita alrededor de enanas ultrafrías. Son estrellas mucho más pequeñas y frías que el Sol, y emiten la mayor parte de su energía en el rango de luz infrarroja donde POET es especialmente sensible.

La técnica resulta especialmente eficaz para encontrar planetas pequeños alrededor de estrellas tenues, ya que la proporción entre el tamaño del planeta y el de la estrella genera una señal más fácil de identificar.

El lanzamiento de POET está previsto para fines de 2029. La misión ya figura como una de las principales prioridades del plan estratégico de astronomía canadiense para la próxima década.

Selección de objetivos y metodología de búsqueda

El equipo científico detalla que la estrategia de POET es elegir entre 100 y 300 enanas ultrafrías, ubicadas cerca del Sol. Tienen temperaturas menores a 2.700 grados Kelvin y un tamaño aproximadamente diez veces menor que el del Sol. Esta diferencia de tamaño hace que, si un planeta parecido a la Tierra pasa por delante de uno de estos astros, la caída en el brillo observado alcance un 1%, lo que permite detectar este tránsito con mayor facilidad.

Para seleccionar los mejores objetivos, el equipo utilizó los datos de la misión Gaia, que permite identificar con precisión la distancia y el color de las estrellas. Se aplicaron filtros para descartar aquellas que parecen ser dos estrellas muy juntas (binarias no resueltas) o que son demasiado grandes, ya que ambas situaciones dificultan la identificación de planetas pequeños. Tras este proceso, la muestra quedó reducida a 3.245 enanas ultrafrías dentro de un radio de 100 parsecs (unos 326 años luz) del Sol.

Además, el estudio resalta que conviene elegir estrellas que estén orientadas “de canto” respecto a la Tierra, es decir, cuyo eje de giro forme un ángulo superior a 70 grados con nuestra línea de visión. Esto aumenta las posibilidades de que los planetas que las orbitan pasen por delante de la estrella desde nuestro punto de vista y puedan detectarse mediante el método de tránsito.

Cada estrella del catálogo será estudiada para conocer su tamaño, temperatura y velocidad de rotación. Para eso, los científicos combinarán datos obtenidos por satélites como TESS y observatorios terrestres. El trabajo para reunir toda esta información continuará hasta 2028.

Simulaciones y resultados previstos

El estudio presenta simulaciones que permiten prever cuántos y qué tipo de planetas podría encontrar POET. Los modelos muestran que el satélite será capaz de detectar planetas rocosos con tamaños que van desde poco más de la mitad hasta seis veces el radio de la Tierra, siendo especialmente eficaz en el rango de uno a dos radios terrestres. Además, puede identificar cuerpos que completan órbitas cortas, es decir, que giran alrededor de sus estrellas en periodos de 7 a 50 días, lo que facilita su observación.

Las simulaciones parten de la idea de que cada estrella candidata tiene al menos un planeta, y ponen a prueba la capacidad de detección del satélite bajo distintas condiciones técnicas y niveles de ruido, que es la interferencia que puede dificultar la señal. Los resultados indican que, al utilizar el canal infrarrojo de onda corta (SWIR), POET puede duplicar la tasa de detección de planetas pequeños en estrellas tenues, en comparación con el canal visible-infrarrojo cercano (VNIR). Por eso, el rango SWIR resulta fundamental para maximizar los descubrimientos de mundos similares a la Tierra.

Incluso en los escenarios más cautelosos, el equipo calcula que POET podría descubrir al menos dos exoplanetas rocosos cercanos, que serían candidatos ideales para el estudio de sus atmósferas con el telescopio espacial James Webb. Si la misión amplía el tiempo de búsqueda o las condiciones resultan más favorables, el número de hallazgos podría aumentar a seis o más, ya que es común que las estrellas pequeñas tengan varios planetas.

De este modo, POET permitirá conocer por primera vez cuántos y cómo son los planetas rocosos que orbitan las estrellas más frías, lo que aportará nuevos objetivos clave en la búsqueda de vida fuera del sistema solar.