MADRID, 9 Oct. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo dispositivo de bajo coste concebido para telescopios permite una precisión inigualable en observaciones terrestres de exoplanetas, los planetas más allá del sistema solar.
Con el nuevo accesorio, los telescopios terrestres pueden producir mediciones de intensidad de luz que rivalizan con las observaciones fotométricas de mayor calidad desde el espacio.
Los astrónomos de Penn State, en estrecha colaboración con los laboratorios de nanofabricación de RPC Photonics en Rochester, Nueva York, crearon difusores de 'conformación de haz' personalizados --dispositivos micro-ópticos cuidadosamente estructurados que difunden luz entrante a través de una imagen-- , capaces de minimizar distorsiones de la atmósfera terrestre que pueden reducir la precisión de las observaciones terrestres. Un artículo que describe la eficacia de los difusores aparece en línea en Astrophysical Journal.
"Esta tecnología de bajo costo proporciona alta precisión fotométrica en las observaciones de exoplanetas a medida que transitan las estrellas brillantes que orbitan", dijo Gudmundur Stefansson, estudiante de posgrado en la Universidad Estatal de Pensilvania, autor del artículo. "Esta tecnología es especialmente relevante teniendo en cuenta el inminente lanzamiento del satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) a principios de 2018. Depende de las instalaciones en tierra para un seguimiento rápido y fiable de los planetas candidatos identificados por TESS".
Los difusores son pequeñas piezas de vidrio que se pueden adaptar fácilmente para montar en una variedad de telescopios. Debido a su bajo coste y su adaptabilidad, Stefansson cree que la fotometría asistida por difusor permitirá a los astrónomos aprovechar al máximo la información de TESS, confirmando nuevos candidatos planetarios desde el suelo.
"Los difusores de conformación de haz están hechos usando un proceso de nanofabricación preciso", dijo Suvrath Mahadevan, profesor asociado de Astronomía y Astrofísica en Penn State y autor del artículo, "donde un diseño de superficie cuidadosamente diseñado se escribe con precisión en un polímero de plástico en un superficie de vidrio o grabado directamente sobre el cristal. El patrón consiste en estructuras precisas de microescala, diseñadas para moldear la entrada de luz variable de las estrellas en una forma de salida amplia y estable predefinida, extendida sobre muchos píxeles en la cámara del telescopio".
El equipo de investigación probó la nueva tecnología de difusores en el telescopio Hale en el Observatorio Palomar en California, el telescopio de 0,6 m en el Observatorio Davey Lab en Penn State y el ARC 3,5 m en el Observatorio Apache Point en Nuevo México. En todos los casos, las imágenes producidas con un difusor eran consistentemente más estables que las que usaban métodos convencionales, manteniendo un tamaño, una forma y una intensidad relativamente consistentes, lo que es integral para lograr mediciones muy precisas.
Usando un telescopio enfocado sin un difusor producido imágenes que fluctúan en tamaño e intensidad. Un método común de "desenfocar" el telescopio - deliberadamente tomando la imagen fuera de foco para esparcir la luz - produjo mayor precisión fotométrica que las observaciones enfocadas, pero aún creó imágenes que fluctuaron en tamaño e intensidad.
"Las observaciones difundidas son, con mucho, las más estables", dijo Ming Zhao, científico de datos en The New York Times y antiguo investigador asociado de Penn State, quien dirigió el esfuerzo del difusor en el telescopio 5m Hale de Palomar.
Mediante la configuración de la salida de luz, el difusor permite a los astrónomos superar el ruido creado por la atmósfera de la Tierra. "Las imágenes estables y suaves proporcionadas por los difusores son esenciales para minimizar los efectos adversos de la atmósfera turbulenta en nuestras mediciones y en maximizar nuestra precisión", dijo Zhao.
"Esta tecnología funciona en una amplia gama de longitudes de onda, desde la óptica - visible por los seres humanos - hasta el infrarrojo cercano", dijo Jason Wright, profesor asociado de astronomía y astrofísica en Penn State y autor del artículo. "Como tal, los difusores se pueden utilizar para una amplia gama de la ciencia de los exoplanetas. Puede utilizarse para medir con precisión los tiempos de los mundos exoplaneta transitar sus estrellas, que nos ayudará a medir sus masas y composiciones, e incluso encontrar nuevos planetas en sus sistemas, y podemos usarlas para estudiar las estructuras de temperatura de las atmósferas de los planetas gigantes".
El equipo de investigación ya está estableciendo colaboraciones para implementar esta tecnología en otros telescopios de todo el mundo. "Nuestro objetivo es equipar a la comunidad exoplaneta más amplia con herramientas de precisión de bajo costo para entregar mediciones precisas para ayudar a futuras observaciones en la ciencia de los exoplanetas", dijo Stefansson.
