El Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la nave espacial New Horizons fijaron simultáneamente su mirada en Urano recientemente, lo que permitió a los científicos comparar directamente el planeta desde dos perspectivas diferentes. Los resultados informan planes futuros para estudiar planetas alrededor de otras estrellas.
Los astrónomos utilizaron Urano como sustituto de planetas similares fuera de nuestro sistema solar, conocidos como exoplanetas, comparando imágenes de alta resolución del Hubble con vistas más distantes de New Horizons. Esta perspectiva combinada ayudará a los científicos a aprender más sobre qué esperar cuando los futuros telescopios obtengan imágenes de planetas alrededor de otras estrellas.
“Aunque esperábamos que Urano apareciera de manera diferente en cada filtro de observación, encontramos que Urano era en realidad más débil de lo previsto en los datos de New Horizons tomados desde diferentes perspectivas”, dijo la autora principal Samantha Hassler del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge. Asociados del equipo científico de New Horizons.
La obtención de imágenes directas de exoplanetas es una técnica clave para conocer su habitabilidad potencial y proporciona nuevas pistas sobre el origen y la composición de nuestro propio sistema solar. Los astrónomos utilizan tanto imágenes directas como espectroscopia para recolectar luz de los planetas observados y comparar su brillo en diferentes longitudes de onda. Sin embargo, obtener imágenes de exoplanetas es un proceso notoriamente difícil porque están muy lejos. Sus imágenes son meros puntos y, por tanto, no tan detalladas como las vistas en primer plano de los mundos que orbitan alrededor de nuestro Sol. Los investigadores sólo pueden obtener imágenes directas de exoplanetas en “fase parcial”, cuando sólo una parte del planeta está iluminada por su estrella vista desde la Tierra.
Urano era un objetivo ideal como prueba para comprender futuras observaciones remotas de exoplanetas realizadas por otros telescopios por varias razones. En primer lugar, muchos exoplanetas conocidos también son gigantes gaseosos similares por naturaleza. Además, en el momento de la observación, New Horizons estaba muy lejos de Urano, a 6.500 millones de millas de distancia, lo que le permitió estudiar su media luna crepuscular, algo que no se puede hacer desde la Tierra. A esa distancia, la vista del planeta de New Horizons era de solo unos pocos píxeles de su cámara en color, llamada Cámara de Imágenes Visible Multiespectral.
El Hubble, por otro lado, con su alta resolución y su órbita terrestre baja a 1.700 millones de millas de Urano, pudo ver características atmosféricas como nubes y tormentas durante el día.
“Urano aparece como un pequeño punto en las observaciones de New Horizons, similar al punto visto en exoplanetas tomados directamente de observatorios como la Web o observatorios terrestres”, añadió Hassler. “El Hubble proporciona un contexto de lo que estaba haciendo la atmósfera cuando fue observada con New Horizons”.
Los planetas gigantes gaseosos de nuestro sistema solar tienen atmósferas dinámicas y variables con una capa de nubes cambiante. ¿Qué tan común es esto entre los exoplanetas? Al conocer los detalles de cómo se veían las nubes de Urano desde el Hubble, los investigadores pudieron verificar lo que se interpretó a partir de los datos de New Horizons. En el caso de Urano, tanto el Hubble como New Horizons descubrieron que el brillo no variaba a medida que el planeta giraba, lo que indica que las propiedades de las nubes no cambiaban con la rotación del planeta.
Sin embargo, la importancia de la detección por parte de New Horizons tiene que ver con cómo el planeta refleja la luz a un nivel diferente al que pueden ver el Hubble u otros observatorios en la Tierra o cerca de ella. New Horizons demostró que los exoplanetas pueden ser más débiles de lo previsto en ángulos de fase parciales y altos, y que las atmósferas reflejan la luz de manera diferente en fases parciales.
La NASA tiene dos importantes observatorios próximos para avanzar en la investigación sobre las atmósferas de los exoplanetas y su posible habitabilidad.
“Estos innovadores estudios de Urano de New Horizons se han sumado a la riqueza de nuevos conocimientos científicos de la misión desde un punto de vista que de otro modo no se habría visto y, al igual que otros conjuntos de datos obtenidos en la misión, han proporcionado nuevos conocimientos sorprendentes sobre nuestro sistema solar”, añadió el investigador principal de New Horizons. Alan Stern del Instituto de Investigación del Suroeste.
El próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, que se lanzará en 2027, utilizará un coronógrafo para observar directamente exoplanetas gigantes gaseosos a la luz de una estrella. El Observatorio de Mundos Habitables de la NASA, que se encuentra en una etapa inicial de planificación, será el primer telescopio diseñado específicamente para buscar biofirmas atmosféricas en otras estrellas que orbitan planetas rocosos del tamaño de la Tierra.
“Estudiar cómo aparecen puntos de referencia conocidos como Urano en imágenes remotas puede ayudarnos a tener mayores expectativas a la hora de prepararnos para futuras misiones”, concluyó Hassler. “Y eso será fundamental para nuestro éxito”.
Lanzada en enero de 2006, New Horizons realizó un sobrevuelo histórico de Plutón y sus lunas en julio de 2015, antes de brindar a la humanidad su primera mirada de cerca a los componentes básicos del planeta y al objeto Aerocoth del Cinturón de Kuiper en enero de 2019. New Horizons se encuentra ahora en su segunda misión extendida, estudiando objetos distantes del Cinturón de Kuiper, caracterizando la heliosfera exterior del Sol y realizando importantes observaciones astronómicas desde su incomparable punto de vista en los confines del Sistema Solar.
Los resultados de Urano se presentarán esta semana en la 56ª reunión anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Boise, Idaho.
El Telescopio Espacial Hubble ha estado en funcionamiento durante más de tres décadas y continúa realizando descubrimientos revolucionarios que dan forma a nuestra comprensión fundamental del universo. Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopio y las operaciones de la misión. Lockheed Martin Space, ubicada en Denver, Colorado, también apoya las operaciones de la misión en Goddard. El Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, administra las operaciones científicas del Hubble para la NASA.
El Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, construye y opera la nave espacial New Horizons y gestiona misiones para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. El Southwest Research Institute, con sede en San Antonio y Boulder, Colorado, gestiona la misión a través del investigador principal Alan Stern y dirige el equipo científico, las operaciones de carga útil y la planificación científica del encuentro. New Horizons es parte del programa New Frontiers de la NASA, administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama.