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WFIRST utilizará el espacio-tiempo deformado para ayudar a encontrar exoplanetas


La misión de la NASA identificará planetas con órbitas grandes, similares a los gigantes lejanos de nuestro sistema solar, Urano y Neptuno.


Infrarrojo de campo amplio de la NASA
Survey Telescope (WFIRST) buscará planetas fuera de nuestro sistema solar hacia
El centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, donde se encuentran la mayoría de las estrellas. Estudiando las propiedades
de mundos de exoplanetas nos ayudará a entender qué sistemas planetarios en toda la galaxia
son como y cómo se forman y evolucionan los planetas.

Combinando los hallazgos de WFIRST
con resultados de la NASA Kepler y Satélite de encuesta de exoplanetas en tránsito (TESS) misiones completarán el primer censo planetario que
es sensible a una amplia gama de masas y órbitas planetarias, lo que nos acerca un paso más
para descubrir mundos habitables parecidos a la Tierra más allá del nuestro.

Hasta la fecha, los astrónomos tienen
encontraron la mayoría de los planetas cuando pasan frente a su estrella anfitriona en eventos llamados tránsitos,
que atenúan temporalmente la luz de la estrella. Los datos de WFIRST también pueden detectar tránsitos, pero
la misión observará principalmente el efecto contrario: pequeñas oleadas de resplandor
producido por un fenómeno de flexión de la luz llamado microlente. Estos eventos son mucho
menos común que los tránsitos porque confían en la alineación casual de dos ampliamente
estrellas separadas y no relacionadas a la deriva a través del espacio.

"Señales de microlente
de pequeños planetas son raros y breves, pero son más fuertes que las señales de
otros métodos ", dijo David Bennett, quien lidera la microlente gravitacional
grupo en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Ya que
es un evento uno en un millón, la clave para que WFIRST encuentre planetas de baja masa es
busca cientos de millones de estrellas ".

Además, microlente
es mejor para encontrar planetas dentro y más allá de la zona habitable: las distancias orbitales
donde los planetas pueden tener agua líquida en sus superficies.

Microlente 101

Este efecto ocurre cuando la luz
pasa cerca de un objeto masivo. Cualquier cosa con masa deforma el tejido del espacio-tiempo,
algo así como la abolladura que hace una bola de boliche cuando se coloca en un trampolín. La luz viaja
en línea recta, pero si el espacio-tiempo está doblado, lo que sucede cerca de algo masivo,
Como una estrella, la luz sigue la curva.

Cada vez que dos estrellas se alinean
muy cerca de nuestro punto de vista, la luz de las curvas estelares más distantes a medida que viaja
a través del espacio-tiempo deformado de la estrella más cercana. Este fenómeno, una de las predicciones.
de la teoría general de la relatividad de Einstein, fue famoso confirmado por el físico británico Sir Arthur Eddington durante
un eclipse solar total en 1919. Si la alineación es especialmente cercana, cuanto más cerca
La estrella actúa como una lente cósmica natural, enfocando e intensificando la luz del fondo
estrella.

Planetas orbitando el primer plano
La estrella también puede modificar la luz con lente, actuando como sus propias lentes diminutas. La distorsión
Crean permite a los astrónomos medir la masa y la distancia del planeta desde su
estrella anfitriona. Así es como WFIRST utilizará la microlente para descubrir nuevos mundos.

Mundos familiares y exóticos

"Intentando interpretar
las poblaciones de los planetas de hoy son como tratar de interpretar una imagen con la mitad de ella cubierta "
dijo Matthew Penny, profesor asistente de física y astronomía en Louisiana
Universidad Estatal de Baton Rouge que dirigió un estudio para predecir la microlente de WFIRST
capacidades de encuesta. "Para comprender completamente cómo se forman los sistemas planetarios, necesitamos
para encontrar planetas de todas las masas a todas las distancias. Ninguna técnica puede hacer esto, pero
La encuesta de microlente de WFIRST, combinada con los resultados de Kepler y TESS,
revelar mucho más de la imagen ".

Más de 4,000 confirmados
Hasta el momento se han descubierto exoplanetas, pero solo se encontraron 86 mediante microlente.
Las técnicas comúnmente utilizadas para encontrar otros mundos están sesgadas hacia planetas que
tienden a ser muy diferentes de los de nuestro sistema solar. El método de tránsito, para
ejemplo, es mejor para encontrar planetas similares a Neptuno que tienen órbitas mucho más pequeñas
que el de Mercurio. Para un sistema solar como el nuestro, los estudios de tránsito podrían pasar por alto
planeta.

Encuesta de microlente de WFIRST
nos ayudará a encontrar análogos a todos los planetas de nuestro sistema solar, excepto Mercurio, cuyo
pequeña órbita y baja masa se combinan para ponerla fuera del alcance de la misión. WFIRST lo hará
encontrar planetas que sean la masa de la Tierra e incluso más pequeños, tal vez incluso lunas grandes,
como la luna de Júpiter, Ganímedes.

WFIRST encontrará planetas
en otras categorías mal estudiadas, también. La microlente es la más adecuada para encontrar
mundos de la zona habitable de su estrella y más allá. Esto incluye hielo
gigantes, como Urano y Neptuno en nuestro sistema solar, e incluso planetas rebeldes – mundos
vagando libremente por la galaxia sin atarse a ninguna estrella.

Mientras que los gigantes de hielo son una minoría
en nuestro sistema solar, un estudio de 2016 indicó que pueden ser el tipo de planeta más común en todo
la galaxia. WFIRST pondrá a prueba esa teoría y nos ayudará a comprender mejor
de las cuales las características planetarias son más prevalentes.

Gemas Ocultas en el Galáctico
Núcleo

WFIRST explorará regiones
de la galaxia que aún no se han buscado sistemáticamente por exoplanetas debido a
Los diferentes objetivos de misiones anteriores. Kepler, por ejemplo, buscó en un tamaño modesto
región de aproximadamente 100 grados cuadrados con 100,000 estrellas a distancias típicas de alrededor
mil años luz TESS escanea todo el cielo y rastrea 200,000 estrellas; sin embargo
Sus distancias típicas son alrededor de 100 años luz. WFIRST buscará aproximadamente 3
grados cuadrados, pero seguirán a 200 millones de estrellas a distancias de alrededor de 10,000
años luz.

Como WFIRST es un infrarrojo
telescopio, verá a través de las nubes de polvo que bloquean otros telescopios
de estudiar planetas en la concurrida región central de nuestra galaxia. La mayoría basada en tierra
las observaciones de microlente hasta la fecha han estado en luz visible, haciendo que el centro
de la galaxia en gran parte inexplorado territorio de exoplanetas. UNA encuesta de microlente realizado desde 2015 utilizando el Unido
Telescopio infrarrojo del reino
(UKIRT)
en Hawai está allanando el camino para el censo de exoplanetas de WFIRST al mapear la región.

La encuesta UKIRT está proporcionando
Las primeras mediciones de la tasa de eventos de microlente hacia el núcleo de la galaxia,
donde las estrellas están más densamente concentradas. Los resultados ayudarán a los astrónomos a seleccionar
La estrategia de observación final para el esfuerzo de microlente de WFIRST.

El equipo más reciente del UKIRT
El objetivo es detectar eventos de microlente usando el aprendizaje automático, lo que será vital
para WFIRST. La misión producirá una cantidad tan grande de datos que peinarán
solo a simple vista no será práctico. Agilizar la búsqueda requerirá automatizar
procesos.

Resultados adicionales de UKIRT
Señalar una estrategia de observación que revelará la mayor cantidad posible de eventos de microlente
evitando las nubes de polvo más gruesas que pueden bloquear incluso la luz infrarroja.

"Nuestra encuesta actual
con UKIRT está sentando las bases para que WFIRST pueda implementar el primer espacio
encuesta dedicada de microlente ", dijo Savannah Jacklin, astrónoma de Vanderbilt
Universidad en Nashville, Tennessee, que ha dirigido varios estudios UKIRT. "Anterior
Las misiones de exoplanetas ampliaron nuestro conocimiento de los sistemas planetarios, y WFIRST
muévanos un paso gigante más cerca de comprender realmente cómo los planetas, particularmente aquellos
dentro de las zonas habitables de sus estrellas anfitrionas: forma y evoluciona ".

De enanas marrones a negras
Agujeros

La misma encuesta de microlente
que revelará miles de planetas también detectará cientos de otros extraños
e interesantes objetos cósmicos. Los científicos podrán estudiar cuerpos flotantes
con masas que van desde la de Marte hasta 100 veces la del Sol.

El extremo bajo del rango de masa
incluye planetas que fueron expulsados ​​de sus estrellas anfitrionas y ahora deambulan por la galaxia
como planetas rebeldes. Luego están las enanas marrones, que son demasiado masivas para ser caracterizadas
como planetas pero no lo suficientemente masivos como para encenderse como estrellas. Las enanas marrones no brillan
visiblemente como estrellas, pero WFIRST podrá estudiarlas en luz infrarroja a través de
el calor sobrante de su formación.

Objetos en el extremo superior
incluyen cadáveres estelares (estrellas de neutrones y agujeros negros) que se dejan atrás cuando son masivos
Las estrellas agotan su combustible. Estudiarlos y medir sus masas ayudará a los científicos
Comprenda más sobre la agonía de las estrellas mientras realiza un censo de masa estelar
agujeros negros.

"Microlente de WFIRST
encuesta no solo avanzará nuestra comprensión de los sistemas planetarios ", dijo
Penny, "también permitirá una gran cantidad de otros estudios sobre la variabilidad
de 200 millones de estrellas, la estructura y formación de la Vía Láctea interior, y la
población de agujeros negros y otros objetos oscuros y compactos que son difíciles o imposibles
para estudiar de cualquier otra manera ".

Las consignaciones consolidadas para el año fiscal 2020
La Ley financia el programa WFIRST hasta septiembre de 2020. La solicitud de presupuesto para el año fiscal 2013 propone
para finalizar la financiación de la misión WFIRST y centrarse en la finalización de James
Webb Space Telescope, ahora planeado para su lanzamiento en marzo de 2021. La Administración está
no está listo para proceder con otro telescopio multimillonario hasta que Webb haya
ha sido lanzado y desplegado con éxito.

WFIRST se gestiona en Goddard,
con participación del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y Caltech / IPAC en Pasadena,
el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, y un equipo científico que comprende
científicos de instituciones de investigación en los Estados Unidos.

Para obtener más información sobre WFIRST, visite:

https://www.nasa.gov/content/goddard/wfirst-wide-field-infrared-survey-telescope

Noticias Medios Contacto

Claire Andreoli
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.
301-286-1940
claire.andreoli@nasa.gov

Calla Cofield
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.
818-393-1821
calla.e.cofield@jpl.nasa.gov

Escrito por Ashley Balzer
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.

2020-061

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