Dos de los temas más candentes y más interesantes en el espacio y la astronomía en estos días son 1.) exoplanetas (planetas que orbitan otras estrellas) y 2.) materia oscura, esas cosas desconocidas que aparentemente constituyen una porción considerable de nuestro universo. Hay una nave espacial actualmente en desarrollo que podría ayudar a responder nuestras preguntas sobre si realmente hay otros planetas similares a la Tierra, así como proporcionar pistas sobre la naturaleza de la materia oscura. La nave espacial se llama SIM, la Misión de Interferometría Espacial. "Buscaremos otras Tierras alrededor de otras estrellas", dijo Stephen Edberg, Científico del Sistema de la misión, "y al realizar mediciones de masa precisas de galaxias, también deberíamos poder medir la materia oscura".
Escuche el podcast “365 Days of Astronomy” del 20 de enero de 2009 y mi entrevista con Steve Edberg, y / o lea más sobre la misión SIM Lite a continuación.
El concepto para esta misión ha existido por un tiempo, y el concepto ha cambiado con el tiempo, con el telescopio pasando por diferentes encarnaciones. Actualmente, la misión se llama SIM Lite, ya que la nave espacial se ha vuelto más pequeña, sin embargo, los espejos para el interferómetro se han vuelto más grandes.
Si bien la interferometría en longitudes de onda de radio se ha realizado durante más de 50 años, la interferometría óptica solo ha madurado recientemente. La interferometría óptica combina la luz de múltiples telescopios para funcionar como un solo telescopio mucho más grande. SIM Lite tendrá dos sensores de interferómetro estelar de longitud de onda visible, así como otros detectores avanzados, que trabajarán juntos para crear un telescopio extremadamente sensible, que orbita fuera de la atmósfera de la Tierra.
"Estos son instrumentos que pueden medir posiciones en el cielo con una precisión casi increíble", dijo Edberg. “Visualiza a Buzz Aldrin parado en la luna. Imagina que sostiene una moneda de cinco centavos entre el pulgar y el índice. SIM puede medir el grosor de ese níquel visto por alguien parado en la superficie de la Tierra. Eso es un segundo micro arco, una fracción muy pequeña del cielo ". Mire un video que describa esto: (se necesita Quicktime)
Al tener la capacidad de realizar mediciones como esa con SIM, será posible inferir la presencia de planetas dentro de unos 30 años luz de la Tierra, y esos planetas pueden ser tan pequeños y de baja masa como la Tierra. A partir de ahora, el equipo de SIM anticipa estudiar entre 65 y 100 estrellas durante una misión de cinco años, buscando análogos de la Tierra, planetas aproximadamente de la misma masa que la Tierra que orbita sus estrellas en la zona habitable, donde podría existir agua líquida.
Entonces, por ejemplo, SIM Lite podría detectar un planeta habitable alrededor de la estrella 40 Eridani A, a 16 años luz de distancia, conocida por los fanáticos de la serie de televisión "Star Trek" como la ubicación del planeta natal del Sr. Spock, Vulcan . Vea una película que muestra esta posible detección (se necesita QuickTime).
SIM no detectará un planeta directamente, pero al detectar el movimiento que causa en la estrella madre. "Esa es una tarea difícil, no hay duda", dijo Edberg, "pero se complica, según lo que vemos con nuestro propio sistema solar y lo que hemos visto en otros sistemas planetarios". Sabemos que hay otros sistemas por ahí que tienen más de un planeta. Múltiples planetas pueden confundir las mediciones ".
Pero SIM debería poder detectar los planetas de diferentes tamaños que orbitan alrededor de otras estrellas. SIM Lite aprobó recientemente un estudio doble ciego realizado por cuatro equipos separados que confirmaron que la tecnología de SIM permitirá la detección de planetas de masa terrestre entre sistemas de múltiples planetas, al tener la capacidad de medir la masa de planetas de diferentes tamaños, hasta Masa de tierra.
"Con unas pocas excepciones, todos los planetas que conocemos fueron detectados usando un método llamado velocidad radial", dijo Edberg, "donde observamos el movimiento periódico de la estrella que viene hacia nosotros y se aleja de nosotros regularmente. Pero cuando haces mediciones como esa, cuando no tienes otra información, no sabes la orientación de la órbita de los planetas con respecto a la estrella, o la masa de la estrella o del planeta ".
Con las estrellas más calientes, la velocidad radial no se puede usar para buscar planetas. Pero SIM Lite podrá ver las estrellas claras en el diagrama desde las estrellas más frescas hasta las más calientes.
"Hasta ahora, no hemos encontrado ningún otro planeta del tamaño de la Tierra", dijo Edberg. (Vea nuestro artículo del 19/01/2009 sobre un planeta que posiblemente podría ser 1,4 veces la masa de la Tierra). "Entonces, encontrar análogos de la Tierra alrededor de estrellas como el sol es realmente el gran objetivo".
"Es un gran signo de interrogación en los otros planetas que conocemos ahora. Creo que solo conocemos aproximadamente el 10% de las masas de planetas extrasolares", dijo Edberg.
Un segundo programa de búsqueda de planetas, llamado "estudio amplio", investigará aproximadamente 2,000 estrellas en nuestra galaxia para determinar los planetas de prevalencia del tamaño de Neptuno y mayores.
SIM también se utilizará para medir el tamaño de las estrellas, así como las distancias de las estrellas, y podrá hacerlo varios cientos de veces con mayor precisión que antes. SIM Lite también medirá el movimiento de las galaxias cercanas, en la mayoría de los casos, por primera vez. Estas mediciones ayudarán a proporcionar las primeras mediciones de masa total de galaxias individuales. Todo esto permitirá a los científicos estimar la distribución de la materia oscura en nuestra propia galaxia y el universo.
"La materia oscura es conocida por sus efectos gravitacionales", dijo Edberg. "No parece interactuar con la materia normal tal como la conocemos. Para obtener más pistas sobre eso, queremos saber dónde está ".
SIM medirá en dos escalas diferentes. Uno está dentro de la Galaxia de la Vía Láctea, realizando mediciones de estrellas y cúmulos globulares, y realizando mediciones de estrellas que han sido arrancadas de galaxias más pequeñas que orbitan la Vía Láctea.
"Podemos hacer un modelo masivo de nuestra galaxia y descubrir dónde está esa masa, incluyendo lo que tiene que ser una gran cantidad de materia oscura", dijo Edberg. “Cuando hacemos mediciones de cómo gira nuestra galaxia, descubres que gira como un sólido. En lugar de ser Kepleriano, donde piensas que Mercurio gira alrededor del sol más rápido que Plutón, desde el interior de la galaxia lo más cerca que podemos medir hasta el centro, más allá de la distancia del sol, la Vía Láctea gira como si fuera un sólido cuerpo. No es un cuerpo sólido, pero eso significa que debe tener una densidad constante durante todo el proceso y eso significa que hay mucha más materia de la que podemos ver ".
"Otra cosa que nos gustaría saber es la concentración de materia oscura en el cúmulo de galaxias", continuó Edberg. “La Vía Láctea es parte del Grupo local de galaxias, y SIM tiene la capacidad de medir estrellas dentro de las galaxias individuales, que a su vez pueden modelarse para decirnos dónde está la materia oscura dentro del Grupo local. Esto es de vanguardia. Este es uno de los grandes misterios en este momento en astrofísica y cosmología ".
Los planetas solares adicionales y la energía oscura pueden parecer dos cosas completamente diferentes para una nave espacial, pero Edberg dijo que este es un ejemplo de cómo todo está unido.
"Para obtener masas de planetas necesitamos conocer las masas de las estrellas madre", dijo. “SIM hará mediciones de estrellas, particularmente estrellas binarias, y determinará las masas de estrellas para una amplia variedad de tipos de estrellas, y podrá estimar los tamaños de los planetas que están causando el movimiento reflejo. Para realizar las mediciones, y debido a que las estrellas con planetas se dispersarán por el cielo, necesitamos tener una cuadrícula de estrellas que sean puntos fijos para darnos latitud y longitud, por así decirlo. Si sabes exactamente dónde están St. Louis y Los Ángeles, entonces es mucho más fácil triangular dónde están las cosas entre ellos. Necesitamos hacer esto por todo el cielo, y para eso lo vinculamos a las estrellas, y SIM puede hacerlo. Estas son preguntas fundamentales para las que no conocemos las respuestas, pero SIM nos ayudará a encontrar las respuestas ".
Entonces, SIM Lite buscará desde nuestro vecindario hasta el borde del universo.
¿Cuál es el estado de esta futura nave espacial?
"Estamos en espera en este momento", dijo Edberg. “Recientemente pasamos la prueba de doble ciego para demostrar que SIM puede encontrar planetas similares a la Tierra en sistemas que tienen múltiples planetas. SIM también se está sometiendo a una revisión decenal para demostrar que la comunidad científica astronómica necesita una misión como SIM para fortalecer enormemente las bases ".
Se está realizando un trabajo técnico para prepararse para construir los instrumentos reales, pero debido a razones presupuestarias, la NASA no ha establecido una fecha de lanzamiento. "Creemos que podríamos estar listos para su lanzamiento en 2015 una vez que obtengamos el visto bueno de la NASA", dijo Edberg, "y el avance depende de la revisión de la década, y los informes deberían estar disponibles en aproximadamente un año".
SIM Lite proporcionaría una capacidad de medición completamente nueva en astronomía. Es probable que sus hallazgos se mantengan firmes por sí mismos, al tiempo que complementan las capacidades de nuestros observatorios espaciales actuales y otros planeados para el futuro.
Para obtener más información sobre SIM, visite el sitio web de la misión.
