{"id":20677,"date":"2022-11-11T15:48:57","date_gmt":"2022-11-11T15:48:57","guid":{"rendered":"http:\/\/www.pasadenahoy.com\/primero\/?p=20677"},"modified":"2022-11-11T15:52:31","modified_gmt":"2022-11-11T15:52:31","slug":"el-nuevo-cazador-de-planetas-del-observatorio-keck-pone-su-ojo-en-el-cieloun-instrumento-de-ultima-generacion-encontrara-y-estudiara-los-planetas-mas-pequenos-que-faltan","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.pasadenahoy.com\/primero\/la-comunidad\/el-nuevo-cazador-de-planetas-del-observatorio-keck-pone-su-ojo-en-el-cieloun-instrumento-de-ultima-generacion-encontrara-y-estudiara-los-planetas-mas-pequenos-que-faltan\/","title":{"rendered":"El nuevo cazador de planetas del Observatorio Keck pone su ojo en el cielo"},"content":{"rendered":"\n
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M\u00e1s de 5.000 exoplanetas, o planetas que orbitan estrellas m\u00e1s all\u00e1 de nuestro sol, han sido detectados en los \u00faltimos 30 a\u00f1os, y los descubrimientos de telescopios espaciales y terrestres contin\u00faan llegando. Los planetas vienen en muchos tama\u00f1os y composiciones e incluyen todo, desde fundido mundos de lava a planetas gigantes gaseosos m\u00e1s grandes que J\u00fapiter. Sin embargo, la b\u00fasqueda de peque\u00f1os planetas similares a la Tierra, los m\u00e1s prometedores en la b\u00fasqueda de vida extraterrestre, se ha visto limitada debido a los min\u00fasculos efectos que estos planetas tienen sobre sus estrellas anfitrionas.<\/p>\n\n\n\n

Eso pronto cambiar\u00e1 a medida que el instrumento Keck Planet Finder (KPF) dirigido por Caltech en W.M. El Observatorio Keck en Haw\u00e1i ahora est\u00e1 preparado y listo para buscar y caracterizar cientos y, en \u00faltima instancia, miles de exoplanetas, incluidos los m\u00e1s peque\u00f1os que faltan. El instrumento, que utiliza el m\u00e9todo de “bamboleo” o velocidad radial de b\u00fasqueda de planetas, logr\u00f3 la llamada primera luz el 9 de noviembre de 2022, lo que significa que captur\u00f3 sus primeros datos del cielo, en este caso del planeta J\u00fapiter. Si bien KPF observar\u00e1 estrellas de forma rutinaria, el equipo de KPF eligi\u00f3 celebrar las capacidades de b\u00fasqueda de planetas de KPF observando directamente a J\u00fapiter en nuestro propio sistema solar.<\/p>\n\n\n\n

“Ver el primer espectro astron\u00f3mico de KPF fue una experiencia conmovedora”, dice Andrew Howard, investigador principal de KPF y profesor de astronom\u00eda en Caltech. “Estoy emocionado de usar el instrumento para estudiar la gran diversidad de exoplanetas y descifrar los misterios de c\u00f3mo se formaron y evolucionaron hasta sus estados actuales”.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEl advenimiento de KPF marca un gran y emocionante paso adelante en nuestra capacidad de avanzar en la b\u00fasqueda para encontrar eventualmente planetas habitables similares a la Tierra alrededor de otras estrellas\u201d, dice Hilton Lewis, director del Observatorio Keck. \u201cHemos estado esperando la llegada de KPF durante casi una d\u00e9cada y estamos encantados de poder llevar nuestro ya exitoso programa de descubrimiento de exoplanetas al siguiente nivel\u201d.<\/p>\n\n\n\n

KPF detecta planetas al buscar los movimientos peri\u00f3dicos de sus estrellas anfitrionas causados \u200b\u200bpor los planetas mientras orbitan alrededor y “tiran” gravitacionalmente de las estrellas. Cuando las estrellas se mueven de un lado a otro, o se tambalean, su luz se desplaza de la misma manera que el sonido de una sirena cambia de frecuencia dependiendo de si el ruido se aleja o se acerca a ti, lo que se conoce como desplazamiento Doppler.<\/p>\n\n\n\n

KPF detectar\u00e1 planetas buscando este bamboleo estelar en los espectros de las estrellas (un espectro muestra las diferentes frecuencias de luz de una estrella). Cuanto menos masivo es el planeta, menor es el bamboleo que se produce. La tecnolog\u00eda de punta del instrumento significa que puede detectar planetas tan peque\u00f1os como la Tierra, e incluso m\u00e1s peque\u00f1os en algunos casos. Tambi\u00e9n puede detectar planetas de la masa de la Tierra en las zonas habitables de estrellas m\u00e1s peque\u00f1as y m\u00e1s fr\u00edas, aunque todav\u00eda no puede verlos en las zonas habitables de estrellas similares al Sol. Una zona habitable es la regi\u00f3n alrededor de una estrella donde las temperaturas son adecuadas para el agua l\u00edquida, un ingrediente necesario para la vida tal como la conocemos.<\/p>\n\n\n\n

\u201cLas estrellas que son m\u00e1s fr\u00edas que nuestro sol tienen zonas habitables que se encuentran m\u00e1s cerca de la estrella\u201d, explica Howard. \u201cCualquier planeta similar a la Tierra en esta zona estar\u00eda acurrucado cerca de sus estrellas como si fuera una fogata. Continuaremos ajustando y refinando KPF para detectar oscilaciones a\u00fan m\u00e1s d\u00e9biles, con el objetivo de tener eventualmente la sensibilidad para detectar planetas con la masa de la Tierra que orbitan estrellas como nuestro sol, los verdaderos an\u00e1logos de la Tierra\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s de descubrir nuevos planetas, el instrumento determinar\u00e1 las composiciones de hasta miles de planetas conocidos y resolver\u00e1 misterios sobre la sorprendente diversidad de sistemas planetarios identificados hasta ahora. KPF tambi\u00e9n descubrir\u00e1 planetas cercanos que son candidatos ideales para futuros retratos de otros telescopios, como el Telescopio de Treinta Metros planeado, que podr\u00eda tomar im\u00e1genes directas de planetas que orbitan junto a sus estrellas.<\/p>\n\n\n\n

\u201cKPF ser\u00e1 mucho m\u00e1s preciso que nuestras herramientas actuales, lo que permitir\u00e1 una ciencia m\u00e1s rica a trav\u00e9s de mejores mediciones de las masas, \u00f3rbitas y composiciones de los planetas m\u00e1s peque\u00f1os\u201d, dice Howard. \u201cTambi\u00e9n ser\u00e1 m\u00e1s r\u00e1pido, por lo que podremos medir las masas de los planetas en mucho menos tiempo que antes. Esto significa que podemos estudiar m\u00e1s planetas\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Firme como una roca<\/p>\n\n\n\n

La idea de KPF surgi\u00f3 por primera vez en 2014 cuando los astr\u00f3nomos buscaban formas de mejorar los instrumentos de b\u00fasqueda de planetas que utilizan el m\u00e9todo de velocidad radial. Estos instrumentos ya hab\u00edan tenido un enorme \u00e9xito al descubrir cientos de exoplanetas, pero los cient\u00edficos quer\u00edan impulsar la tecnolog\u00eda para encontrar planetas cada vez m\u00e1s peque\u00f1os. Por ejemplo, el principal instrumento de b\u00fasqueda de planetas en el Observatorio Keck antes de KPF, conocido como espectr\u00f3metro Echelle de alta resoluci\u00f3n (HIRES), puede detectar estrellas que se mueven hacia adelante y hacia atr\u00e1s, o se tambalean, a una velocidad de 200 cent\u00edmetros por segundo. KPF, una vez que est\u00e9 completamente en funcionamiento para la primavera de 2023, deber\u00eda poder <\/p>\n\n\n\n

para detectar movimientos estelares de s\u00f3lo 30 cent\u00edmetros\/segundo. Eso es significativamente m\u00e1s lento y se traduce en planetas m\u00e1s peque\u00f1os con un tir\u00f3n m\u00e1s d\u00e9bil en sus estrellas anfitrionas.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEstamos midiendo un movimiento que es m\u00e1s lento que un humano caminando. Y las estrellas est\u00e1n a a\u00f1os luz de distancia y son 100 veces m\u00e1s grandes que toda la Tierra\u201d, dice Howard.<\/p>\n\n\n\n

El proyecto comenz\u00f3 en UC Berkeley, donde su dise\u00f1ador fundador, Steve Gibson, comenz\u00f3 a generar ideas para el instrumento con Howard y otros (Howard se mud\u00f3 de Berkeley a la Universidad de Haw\u00e1i y luego a Caltech en 2016; Gibson se convirti\u00f3 en afiliado de Caltech en 2021). Una innovaci\u00f3n clave que desarrollaron fue utilizar un tipo especial de material h\u00edbrido de cer\u00e1mica y vidrio llamado Zerodur que se utiliza para la base del instrumento y los componentes \u00f3pticos principales, como los espejos. Fabricado por la empresa Schott AG, Zerodur se utiliza en la fabricaci\u00f3n de semiconductores, as\u00ed como en utensilios de cocina y espejos de telescopios, incluidos los del Observatorio Keck. El material de color \u00e1mbar es muy estable t\u00e9rmicamente; b\u00e1sicamente, si calienta o enfr\u00eda el material, solo se expande o contrae ligeramente (tiene aproximadamente 10,000 veces menos movimiento t\u00e9rmico que el acero).<\/p>\n\n\n\n

Esta estabilidad t\u00e9rmica es clave para KPF porque cualquier movimiento en el instrumento puede generar se\u00f1ales falsas que parecen ser cambios Doppler de las estrellas. Al reducir los movimientos t\u00e9rmicos, el equipo puede hacer que KPF sea a\u00fan m\u00e1s preciso.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEste es el primer espectr\u00f3metro que integra Zerodur en su dise\u00f1o\u201d, dice Howard. \u201cEl material, que viene en losas gigantes, es fr\u00e1gil y dif\u00edcil de trabajar, pero es lo que hace que KPF sea tan sensible a los planetas m\u00e1s peque\u00f1os\u201d.<\/p>\n\n\n\n

“La luz rebota entre los espejos dentro del instrumento”, explica Ryan Rubenzahl (MS ’21), un estudiante graduado de Caltech que trabaja en KPF en el grupo de Howard. \u201cSi la base del espectr\u00f3grafo se expande, la distancia entre los espejos cambia y esto hace que la luz caiga en el lugar equivocado. Puede parecer que la luz estelar se ha desplazado por el efecto Doppler debido a los planetas en \u00f3rbita, pero en realidad el instrumento en s\u00ed se ha desplazado\u201d.<\/p>\n\n\n\n

KPF tambi\u00e9n utiliza otras innovaciones para limitar las se\u00f1ales espurias. Por ejemplo, el equipo desarroll\u00f3 cables de fibra \u00f3ptica especializados con secciones transversales en forma de oct\u00e1gonos en lugar de c\u00edrculos. La forma de oct\u00e1gono nivela el flujo de luz en los cables, lo que reduce la posibilidad de se\u00f1ales falsas que parecen cambios Doppler estelares. En el Observatorio Keck, los cables de fibra \u00f3ptica transportan la luz desde el telescopio Keck I hasta el instrumento KPF, que se encuentra en un s\u00f3tano debajo del observatorio.<\/p>\n\n\n\n

“KPF fue dise\u00f1ado desde cero para rastrear las huellas dactilares espectrales de las estrellas con una precisi\u00f3n superior a 1 parte por mil millones”, dice Sam Halverson, cient\u00edfico del instrumento KPF y astr\u00f3nomo e ingeniero \u00f3ptico en Jet Propulsion Laboratory (JPL), que se administra por Caltech para la NASA. \u201cEsta escala de medici\u00f3n representa un desaf\u00edo tecnol\u00f3gico significativo y requer\u00eda que cada capa del sistema KPF, desde el espectr\u00f3metro totalmente Zerodur, hasta el sistema de suministro de fibra y el software de an\u00e1lisis de datos, se optimizara cuidadosamente para maximizar el rendimiento\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Otro dispositivo que mejorar\u00e1 la comprensi\u00f3n de los cient\u00edficos sobre las se\u00f1ales falsas se llama Solar Calibrator, o SoCal para abreviar. El peque\u00f1o dispositivo se encuentra en un recinto en el techo del Observatorio Keck y rastrea nuestro sol. Debido a que la turbulencia y las manchas solares de una estrella tambi\u00e9n pueden emitir se\u00f1ales de cambio Doppler an\u00f3malas, el equipo de KPF est\u00e1 rastreando el sol para comprender mejor el ruido y corregirlo en sus datos.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEl sol tiene respuestas\u201d, dice Rubenzahl, cuya tesis doctoral se centrar\u00e1 en parte en SoCal. \u201cEs la \u00fanica estrella en el universo de la que conocemos cada uno de sus planetas en \u00f3rbita, y sabemos d\u00f3nde est\u00e1 cada mancha solar y qu\u00e9 hace el campo magn\u00e9tico del sol en todo momento. Entonces, si rastreamos el sol con KPF, podemos restar las se\u00f1ales del planeta y ver lo que queda para estudiar c\u00f3mo las manchas solares y otras caracter\u00edsticas del sol crean cambios Doppler falsos\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Planetas en abundancia<\/p>\n\n\n\n

Despu\u00e9s de que KPF termine su fase de puesta en marcha en la primavera, estar\u00e1 listo para buscar planetas. Uno de los proyectos que m\u00e1s entusiasma a Howard es la b\u00fasqueda de los llamados planetas de per\u00edodo ultracorto. Estos son planetas rocosos del tama\u00f1o de la Tierra que giran alrededor de sus estrellas en menos de un d\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

\u201cLos planetas est\u00e1n quemados por sus estrellas\u201d, dice Howard. \u201cLa investigaci\u00f3n de estos planetas inusuales demostrar\u00e1 que KPF puede ver planetas m\u00e1s peque\u00f1os en la frontera cient\u00edfica. Este proyecto permitir\u00e1 que KPF flexione sus m\u00fasculos y muestre lo que puede hacer\u201d.<\/p>\n\n\n\n

A Howard y sus colegas tambi\u00e9n les gustar\u00eda buscar en los 50 m\u00e1s cercanos a la Tierra los planetas m\u00e1s peque\u00f1os que faltan. \u201cQueremos hacer un censo de nuestras estrellas m\u00e1s cercanas y encontrar los planetas m\u00e1s peque\u00f1os que no hemos podido ver hasta ahora. Queremos saber los nombres, direcciones y caracter\u00edsticas de los planetas vecinos de nuestra Tierra\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Otros proyectos planificados de KPF incluyen un estudio de planetas ya descubiertos por el Telescopio Espacial Kepler de la NASA, que oper\u00f3 de 2009 a 2018. Kepler us\u00f3 el m\u00e9todo de tr\u00e1nsito de caza de planetas, en el cual pla<\/p>\n\n\n\n

las redes se detectan cuando pasan frente a sus estrellas y bloquean la luz. Mientras que Kepler mide el tama\u00f1o real de los planetas, KPF sondea las masas de los planetas (cuanto m\u00e1s masivo es un planeta, mayor es la oscilaci\u00f3n detectada). Al combinar los conjuntos de datos, los investigadores pueden aprender sobre las composiciones de alrededor de 1,000 planetas de Kepler.<\/p>\n\n\n\n

KPF tambi\u00e9n ser\u00e1 ideal para estudiar planetas con \u00f3rbitas inusuales. \u201cEstamos realmente interesados \u200b\u200ben aprender sobre planetas con \u00f3rbitas extra\u00f1as, como las que giran alrededor de los polos de la estrella en lugar del ecuador o incluso estrellas que tienen \u00f3rbitas hacia atr\u00e1s\u201d, dice Rubenzahl.<\/p>\n\n\n\n

Los investigadores dicen que el poder de KPF radica no solo en su tecnolog\u00eda avanzada, sino tambi\u00e9n en su sede en W.M. Observatorio Keck, cuyos telescopios gemelos en la cima de Maunakea se encuentran entre los m\u00e1s grandes del mundo con di\u00e1metros de 10 metros cada uno. El tama\u00f1o de los telescopios del Observatorio Keck permite a KPF estudiar estrellas m\u00e1s d\u00e9biles y observarlas m\u00e1s r\u00e1pidamente.<\/p>\n\n\n\n

\u201cLograr la primera luz es una ocasi\u00f3n trascendental para las docenas de cient\u00edficos, ingenieros y especialistas en software de KPF que han trabajado durante a\u00f1os para desarrollar un sistema de descubrimiento de exoplanetas completo y de vanguardia\u201d, dice Halverson.<\/p>\n\n\n\n

El dise\u00f1o y la construcci\u00f3n de KPF han sido apoyados por la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencias, la Fundaci\u00f3n Heising-Simons, la Fundaci\u00f3n W. M. Keck, la Fundaci\u00f3n Simons; Fundaci\u00f3n Mt. Cuba, JPL, donantes privados, Observatorio Keck; Caltech; Universidad de California; y la Universidad de Haw\u00e1i.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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