A veces, para respaldar una idea, primero hay que desacreditar ideas alternativas que compiten entre sí y que podrían restarle recursos a la idea que nos interesa. En la comunidad científica, una de las maneras más devastadoras de lograrlo es presentar los otros métodos como demasiado costosos para ser viables o, mejor aún, demostrar que no funcionarían en absoluto debido a alguna limitación fundamental. Eso es lo que logra un artículo reciente del Dr. Slava Turyshev, el principal defensor mundial de una misión de telescopio de lentes gravitacionales solares (SGL).
Publicado en el servidor de preimpresiones arXiv, examina la eficacia de las tecnologías de telescopios alternativos para crear un mapa de 10×10 píxeles de un exoplaneta a unos 32 años luz de distancia. Como era de esperar, solo existe una tecnología capaz de lograrlo sin grandes avances tecnológicos: el telescopio SGL.
Para ser justos, existen numerosas alternativas propuestas. El Dr. Turyshev los divide en tres grupos distintos: telescopios tradicionales, reconstrucción indirecta e imágenes in situ. Cada uno presenta defectos fatales que los hacen inviables, al menos en las próximas décadas, pero vale la pena analizarlos para ver cuáles son.
El uso de un gran telescopio, como el propuesto Gran Sondeo Óptico Ultravioleta Infrarrojo (LUVOIR) de 15 m, es el método más tradicional de todos. Otras misiones futuras, como Nancy Grace Roman y HabEx, también entrarían en esta categoría. Sin embargo, ninguna se acerca a la resolución espacial necesaria para obtener una imagen de 10 x 10 píxeles de la superficie de un planeta. De hecho, su resolución es 10 000 veces inferior a la necesaria, según los cálculos del Dr. Turyshev.
Otro factor limitante de estos grandes telescopios tradicionales es su presupuesto de fotones. Dado que hay relativamente pocos fotones que provendrían de un análogo de la Tierra a 32 años luz de distancia, y muchísimos más que provendrían de otras fuentes de luz circundantes (que en este caso se considerarían «ruido»),
El Dr. Turyshev calcula que, para obtener una certeza estadística razonable de que los fotones analizados provengan realmente del planeta, se necesitarían 1900 años de tiempo de observación para mapear una cuadrícula de 10×10 píxeles con LUVOIR.
Algunas tecnologías, como los parasoles estelares, ayudan en cierta medida con esto. Sin embargo, aún presentan problemas de resolución y requieren cientos de años en lugar de miles, además de algoritmos de coordinación avanzados que aún no se han desarrollado.
Los interferómetros presentan los mismos problemas de coordinación. Alcanzar las resoluciones requeridas para los mapas de 10×10 píxeles requiere líneas base de 130 km, una distancia muy superior a la capacidad actual de nuestros interferómetros espaciales, y un avance significativo en la coordinación de las docenas de telescopios necesarios. Incluso si lográramos superar esta cifra, se necesitarían miles de años para resolver correctamente el planeta, lo que hace esta solución inviable.
Los telescopios terrestres, como el Telescopio Extremadamente Grande (ELT), aún no superan la prueba de resolución. Son capaces de resolver imágenes con una nitidez aproximadamente 2000 veces superior a la del mapa de 10×10. En el caso del ELT, el tiempo requerido es aún mayor, ya que se estima que tarda 41 000 años en resolver 100 píxeles.
¿Y qué hay de los métodos indirectos? Utilizar métodos habituales de detección de exoplanetas, como las curvas de luz o los tránsitos, podría funcionar. Sin embargo, invertir las curvas de luz solo proporcionaría un equivalente unidimensional, no el mismo que la reconstrucción bidimensional requerida para esta prueba. El tránsito es más prometedor, pero requeriría múltiples tránsitos, lo que extendería el período necesario a miles de años, dependiendo de la velocidad a la que el planeta objetivo orbita su estrella.
Podríamos intentar capturar una ocultación utilizando un objeto natural del cinturón de Kuiper (KBO) o incluso uno artificial enviado intencionalmente lejos del planeta para tal fin. Sin embargo, los KBO son demasiado esporádicos para ser potencialmente útiles para este propósito, y los ocultadores artificiales presentan el mismo problema que los parasoles estelares: son extremadamente difíciles de coordinar, especialmente a las distancias requeridas para que este método funcione.
Esto nos deja con una alternativa más: enviar una sonda hacia el propio planeta. Algunos métodos propuestos, como el lanzamiento estelar de gran alcance, pueden alcanzar velocidades de hasta un porcentaje significativo de la velocidad de la luz. Sin embargo, presentan diversos problemas.
A esas velocidades, una sonda solo tendría unos minutos con el planeta y tendría que enviar a la Tierra los datos recopilados en esos minutos desde posiblemente decenas de años luz de distancia. Actualmente, no se conoce ningún sistema de comunicación capaz de hacerlo y, al mismo tiempo, ser lo suficientemente ligero como para transportarlo a otra estrella, y su desarrollo llevaría mucho tiempo.
Esto deja a la misión SGL como la opción más razonable. Dada la actual consolidación presupuestaria que atraviesa la NASA (donde trabaja el Dr. Turyshev), es improbable que se vea una misión como la SGL en un futuro próximo.
Con información de arXiv
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