Por primera vez, los astrónomos han utilizado el Telescopio Espacial James Webb de la NASA para tomar una imagen directa de un planeta fuera de nuestro sistema solar. El exoplaneta es un gigante gaseoso, lo que significa que no tiene superficie rocosa y no podría ser habitable.
La imagen, vista a través de cuatro filtros de luz diferentes, muestra cómo la poderosa mirada infrarroja de Webb puede capturar fácilmente mundos más allá de nuestro sistema solar, señalando el camino hacia futuras observaciones que revelarán más información que nunca sobre exoplanetas.
«Este es un momento transformador, no solo para Webb sino también para la astronomía en general», dijo Sasha Hinkley, profesora asociada de física y astronomía en la Universidad de Exeter en el Reino Unido, quien dirigió estas observaciones con una gran colaboración internacional. Webb es una misión internacional liderada por la NASA en colaboración con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).
El exoplaneta en la imagen de Webb, llamado HIP 65426 b, tiene entre seis y 12 veces la masa de Júpiter, y estas observaciones podrían ayudar a reducir eso aún más. Es joven como los planetas, de unos 15 a 20 millones de años, en comparación con nuestra Tierra de 4.500 millones de años.
Los astrónomos descubrieron el planeta en 2017 utilizando el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile y tomaron imágenes de él utilizando longitudes de onda de luz infrarrojas cortas. La vista de Webb, en longitudes de onda infrarrojas más largas, revela nuevos detalles que los telescopios terrestres no podrían detectar debido al brillo infrarrojo intrínseco de la atmósfera de la Tierra.
Los investigadores han estado analizando los datos de estas observaciones y están preparando un artículo que enviarán a las revistas para su revisión por pares. Pero la primera captura de Webb de un exoplaneta ya insinúa posibilidades futuras para estudiar mundos distantes.
Dado que HIP 65426 b está aproximadamente 100 veces más lejos de su estrella anfitriona que la Tierra del Sol, está lo suficientemente distante de la estrella como para que Webb pueda separar fácilmente el planeta de la estrella en la imagen.
La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb están equipados con coronógrafos, que son conjuntos de pequeñas máscaras que bloquean la luz de las estrellas, lo que permite a Webb tomar imágenes directas de ciertos exoplanetas como este. El Telescopio Espacial Romano Nancy Grace de la NASA, programado para lanzarse a finales de esta década, demostrará un coronógrafo aún más avanzado.
«Fue realmente impresionante lo bien que los coronógrafos Webb trabajaron para suprimir la luz de la estrella anfitriona», dijo Hinkley.
Tomar imágenes directas de exoplanetas es un desafío porque las estrellas son mucho más brillantes que los planetas. El planeta HIP 65426 b es más de 10.000 veces más débil que su estrella anfitriona en el infrarrojo cercano, y unos pocos miles de veces más débil en el infrarrojo medio.
En cada imagen de filtro, el planeta aparece como una mancha de luz de forma ligeramente diferente. Esto se debe a los detalles del sistema óptico de Webb y cómo traduce la luz a través de las diferentes ópticas.
«Obtener esta imagen se sintió como cavar en busca de tesoros espaciales», dijo Aarynn Carter, investigadora postdoctoral en la Universidad de California, Santa Cruz, quien dirigió el análisis de las imágenes. «Al principio, todo lo que podía ver era la luz de la estrella, pero con un cuidadoso procesamiento de imágenes pude eliminar esa luz y descubrir el planeta».
Si bien esta no es la primera imagen directa de un exoplaneta tomada desde el espacio, el Telescopio Espacial Hubble ha capturado imágenes directas de exoplanetas anteriormente, HIP 65426 b señala el camino a seguir para la exploración de exoplanetas de Webb.
«Creo que lo más emocionante es que acabamos de comenzar», dijo Carter. «Hay muchas más imágenes de exoplanetas por venir que darán forma a nuestra comprensión general de su física, química y formación. Incluso podemos descubrir planetas previamente desconocidos, también».
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