Pandora, la nueva misión de la NASA a los exoplanetas, está un paso más cerca de su lanzamiento con la finalización del bus de la nave espacial, que proporciona la estructura, la energía y otros sistemas que permitirán que la misión lleve a cabo su trabajo. El grupo de trabajo científico de exoplanetas de Pandora está dirigido por la Universidad de Arizona, y Pandora será la primera misión que tendrá su centro de operaciones en el Instituto Espacial de la U of A.
La finalización del bus se anunció durante una conferencia de prensa en la 245.ª Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en National Harbor, Maryland, el 16 de enero.
«Este es un gran hito para nosotros y nos mantiene en camino hacia un lanzamiento en el otoño», dijo Elisa Quintana, investigadora principal de Pandora en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «El bus contiene nuestros instrumentos y se encarga de la navegación, la adquisición de datos y la comunicación con la Tierra; es el cerebro de la nave espacial».
Pandora es un pequeño satélite que se propone realizar un estudio profundo de al menos 20 planetas conocidos que orbitan alrededor de estrellas distantes para determinar la composición de sus atmósferas, especialmente la presencia de neblinas, nubes y agua. Los datos establecerán una base sólida para interpretar las mediciones del Telescopio Espacial James Webb de la NASA y las futuras misiones destinadas a buscar mundos habitables.
«Aunque es más pequeño y menos sensible que el Webb, Pandora podrá observar durante más tiempo las estrellas anfitrionas de los planetas extrasolares, lo que permitirá un estudio más profundo», dijo el coinvestigador de Pandora Daniel Apai, profesor de astronomía y ciencias planetarias en el Observatorio Steward y el Laboratorio Lunar y Planetario de la U of A, que dirige el Grupo de Trabajo Científico de Exoplanetas de la misión. «Una mejor comprensión de las estrellas ayudará a Pandora y a su ‘hermano mayor’, el Telescopio Espacial James Webb, a desentrañar las señales de las estrellas y sus planetas».
Los astrónomos pueden tomar muestras de la atmósfera de un exoplaneta cuando pasa frente a su estrella, tal como se ve desde la perspectiva de la Tierra, durante un evento conocido como tránsito. Parte de la luz de la estrella roza la atmósfera del planeta antes de llegar al observador. Esta interacción permite que la luz interactúe con sustancias atmosféricas y sus huellas químicas (disminuciones de brillo en longitudes de onda características) queden impresas en la luz.
El concepto de Pandora nació de la necesidad de superar un obstáculo en la observación de la luz de las estrellas que pasa a través de las atmósferas de los exoplanetas, dijo Apai.
«En 2018, un estudiante de doctorado de mi grupo, Benjamin Rackham (ahora científico investigador del MIT), describió un efecto astrofísico por el cual la luz que viene directamente de la estrella enturbia la señal de la luz que pasa a través de la atmósfera del exoplaneta», explicó Apai. «Predijimos que este efecto limitaría la capacidad del Webb para estudiar planetas habitables».
Los telescopios ven la luz de toda la estrella, no solo la pequeña cantidad que roza el planeta. Las superficies estelares no son uniformes. Presentan regiones más calientes e inusualmente brillantes llamadas fáculas y regiones más frías y oscuras similares a las manchas de nuestro Sol, las cuales crecen, se encogen y cambian de posición a medida que la estrella gira.
Como resultado, estas «señales mixtas» en la luz observada pueden dificultar la distinción entre la luz que ha pasado a través de la atmósfera de un exoplaneta y la luz que varía según el aspecto cambiante de una estrella. Por ejemplo, las variaciones en la luz de la estrella anfitriona pueden enmascarar o imitar la señal del agua, un ingrediente clave que los investigadores probablemente buscan al evaluar el potencial de un exoplaneta para albergar vida.
Utilizando un novedoso telescopio de aluminio de 45 centímetros de ancho, desarrollado conjuntamente por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y Corning Specialty Materials en Keene, New Hampshire, los detectores de Pandora capturarán el brillo visible y el espectro infrarrojo cercano de cada estrella al mismo tiempo, al mismo tiempo que obtienen el espectro infrarrojo cercano del planeta en tránsito. Estos datos combinados permitirán al equipo científico determinar las propiedades de las superficies estelares y separar claramente las señales estelares y planetarias.
La estrategia de observación aprovecha la capacidad de la misión de observar continuamente sus objetivos durante períodos prolongados, algo que los observatorios emblemáticos como el Webb, que ofrecen un tiempo de observación limitado debido a la alta demanda, no pueden hacer regularmente.
A lo largo de su misión de un año, Pandora observará al menos 20 exoplanetas 10 veces, y cada observación durará un total de 24 horas. Cada observación incluirá un tránsito, que es cuando la misión capturará el espectro del planeta.
Karl Harshman, quien lidera el Equipo de Operaciones de la Misión en el Instituto Espacial de la U de A que apoyará la operación de la nave espacial una vez que se lance a finales de este año, dijo: «Tenemos un equipo muy entusiasmado que ha estado trabajando arduamente para que nuestro Centro de Operaciones de la Misión funcione a toda velocidad en el momento del lanzamiento y esperamos recibir datos científicos. Esta misma semana, realizamos una prueba de comunicaciones con nuestro sistema de antena que transmitirá comandos a Pandora y recibirá la telemetría de la nave espacial».
Con información de University of Arizona
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