Después de enviar robots a la Luna, aterrizarlos en Marte y construir su propia estación espacial, China ahora está observando sistemas solares distantes. Este mes, científicos chinos publicarán planes detallados para la primera misión de su país para descubrir exoplanetas.
La misión tendrá como objetivo estudiar planetas fuera del Sistema Solar en otras partes de la Vía Láctea, con el objetivo de encontrar el primer planeta similar a la Tierra orbitando en la zona habitable de una estrella como el Sol. Los astrónomos creen que tal planeta, llamado Tierra 2.0, tendría las condiciones adecuadas para que exista agua líquida, y posiblemente vida.
Ya se han descubierto más de 5.000 exoplanetas, la mayoría con el telescopio Kepler de la NASA, que estuvo en uso durante 9 años antes de quedarse sin combustible en 2018. Algunos de los planetas eran cuerpos rocosos similares a la Tierra que orbitaban pequeñas estrellas -enanas rojas- pero ninguna se ajusta a la definición de una Tierra 2.0.
Con la tecnología y los telescopios actuales, es extremadamente difícil identificar pequeños planetas similares a la Tierra, cuando sus estrellas anfitrionas son un millón de veces más pesadas y mil millones de veces más brillantes, dice Jessie Christiansen, astrofísica del Instituto de Ciencias de Exoplanetas de la NASA en California, en el Instituto de Tecnología de Pasadena.
La misión china, llamada justamente Tierra 2.0, espera cambiar eso. Será financiada por la Academia de Ciencias de China y está finalizando su fase inicial de diseño. Si pasa la revisión de un panel de expertos en junio, el equipo de la misión recibirá los fondos para comenzar a construir el satélite. El equipo planea lanzar la nave espacial en un cohete Gran Marcha antes de finles de 2026.
«Siete ojos»
El satélite Earth 2.0 está diseñado para transportar siete telescopios que observarán el cielo durante cuatro años. Seis de los telescopios trabajarán juntos para estudiar las constelaciones Cygnus-Lyra, la misma porción de cielo que recorrió el telescopio Kepler. “El campo de Kepler es una fruta madura, porque tenemos muy buenos datos de allí”, dice Jian Ge, el astrónomo que lidera la misión Tierra 2.0 en el Observatorio Astronómico de Shanghái de la Academia de Ciencias de China.
Los telescopios buscarán exoplanetas detectando pequeños cambios en el brillo de una estrella que indiquen que un planeta ha pasado por delante de ella. El uso de múltiples telescopios pequeños juntos brinda a los científicos un campo de visión más amplio que un solo telescopio grande como el Kepler.
Los 6 telescopios de Tierra 2.0 observarán juntos alrededor de 1,2 millones de estrellas en un parche de cielo de 500 grados cuadrados, que es aproximadamente 5 veces más ancho que la vista de Kepler. Al mismo tiempo, Tierra 2.0 podrá observar estrellas más tenues y distantes que el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, que examina estrellas brillantes cerca de la Tierra.
“Nuestro satélite puede ser de 10 a 15 veces más poderoso que el telescopio Kepler de la NASA en su capacidad de estudio del cielo”, dice Ge.
El séptimo instrumento del satélite será un telescopio de microlente gravitacional para inspeccionar planetas «rebeldes» (objetos celestes que deambulan libremente y no orbitan ninguna estrella) y exoplanetas que están lejos de su estrella, similares a Neptuno en el Sistema Solar.
Detectará cambios en la luz de las estrellas cuando la gravedad de un planeta o una estrella distorsione la luz de la estrella de fondo por la que pasa. El telescopio apuntará al centro de la Vía Láctea, donde se encuentra un gran número de estrellas. Si se lanza con éxito, este sería el primer telescopio de microlente gravitacional que opera desde el espacio, dice Ge.
“Nuestro satélite esencialmente puede realizar un censo que identifique exoplanetas de diferentes tamaños, masas y edades. La misión proporcionará una buena colección de muestras de exoplanetas para futuras investigaciones”, dice.
Duplicando los datos
La NASA lanzó Kepler en 2009, con el objetivo de averiguar qué tan comunes son los planetas similares a la Tierra en la galaxia. Para confirmar que un exoplaneta es similar a la Tierra, los astrónomos necesitan medir el tiempo que tarda en orbitar alrededor de su sol. Dichos planetas deberían tener un período orbital similar al de la Tierra. Chelsea Huang, astrofísica de la Universidad del Sur de Queensland en Toowoomba, dice que los astrónomos necesitan al menos tres tránsitos para calcular un período orbital preciso, lo que requiere aproximadamente tres años de datos y, a veces, más, si hay lagunas en los datos.
Pero cuatro años después de la misión Kepler, partes del instrumento fallaron, lo que hizo que el telescopio no pudiera observar una parte del cielo durante un período prolongado de tiempo. Kepler estaba a punto de encontrar algunos planetas verdaderamente similares a la Tierra, dice Huang, quien ha trabajado con el equipo de Tierra 2.0 como consultor de simulación de datos.
Con Tierra 2.0, los astrónomos podrían tener otros cuatro años de datos que, combinados con las observaciones de Kepler, podrían ayudar a confirmar qué exoplanetas son realmente similares a la Tierra. “Estoy muy entusiasmado con la perspectiva de volver al campo de Kepler”, dice Christiansen, quien espera estudiar los datos de la Tierra 2.0 si están disponibles.
Ge espera encontrar una docena de planetas «tipo» Tierra 2.0. Él dice que planea publicar los datos dentro de uno o dos años de su recopilación. “Habrá una gran cantidad de datos, por lo que necesitamos todas las manos que podamos obtener”, dice. El equipo ya cuenta con unos 300 científicos e ingenieros, en su mayoría de China, pero Ge espera que se unan más astrónomos de todo el mundo. “Tierra 2.0 es una oportunidad para una mejor colaboración internacional”.
La Agencia Espacial Europea también está planeando una misión de búsqueda de exoplanetas, llamada Planetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO), cuyo lanzamiento está programado para 2026. El diseño de PLATO tiene 26 telescopios, lo que significa que tendrá un campo de visión mucho más grande que Tierra 2.0. Pero el satélite cambiará su mirada cada dos años para observar diferentes regiones del cielo.