Bailando con las estrellas: los telescopios espaciales CHEOPS y TESS descubren órbitas planetarias sincronizadas

En los últimos años, el interés en la astronomía se ha disparado, y con buena razón.  Entre los esfuerzos realizados por empresas como SpaceX para llevar humanos a Marte o los asombrosos descubrimientos realizados por el James Webb Space Telescope (JWST), no ha faltado una gran cantidad de logros impresionantes para celebrar.  De hecho, los astrónomos acaban de anunciar el descubrimiento de un sexteto de planetas que participan en un patrón orbital sincronizado y un ‘vals preciso’.  Este descubrimiento, que originalmente se describió como un ‘acertijo irresoluble’, fue posible gracias a un esfuerzo conjunto de equipos de la Universidad de Bern y la Universidad de Ginebra.

El sistema HD110067

Los sextetos de planetas existen en un sistema llamado ‘HD110067’.  Lo que los hace tan interesantes es una resonancia armónica rara, donde los planetas siguen un patrón orbital sincronizado.  Esta intrigante disposición fue inicialmente un rompecabezas, ya que solo las órbitas de los dos planetas internos estaban claras a partir de los datos iniciales de TESS. Sin embargo, observaciones precisas de CHEOPS aclararon las órbitas de los planetas restantes, revelando una cadena única de resonancias en pares sucesivos (3:2, 3:2, 3:2, 4:3, 4:3).

Una cadena de resonancia se expresa como una razón basada en rotaciones alrededor de una estrella durante un tiempo fijo. El antecedente/numerador se refiere al número de rotaciones completadas por el planeta interno, mientras que el consecuente se refiere a las completadas por el planeta externo en el par.  Lo que es significativo de este hallazgo es el grado de sincronización.

“Entre los más de 5000 exoplanetas descubiertos que orbitan estrellas distintas a nuestro Sol, las resonancias no son raras, ni los sistemas con varios planetas.

Lo que es extremadamente raro, sin embargo, es encontrar sistemas donde las resonancias se extienden a lo largo de una cadena tan larga de seis planetas” – Dr. Hugh Osborn, investigador de CHEOPS en la Universidad de Bern

Esencialmente, las razones encontradas (3:2, 3:2, 3:2, 4:3, 4:3) indican que cada una de las siguientes ocurrirá en exactamente la misma cantidad de tiempo.

• 3 revoluciones del planeta uno = 2 revoluciones del planeta dos
• 3 revoluciones del planeta dos = 2 revoluciones del planeta tres
• 3 revoluciones del planeta tres = 2 revoluciones del planeta cuatro
• 4 revoluciones del planeta cuatro = 3 revoluciones del planeta cinco
• 4 revoluciones del planeta cinco = 3 revoluciones del planeta seis

Como resultado, este descubrimiento ha marcado a HD110067 como un sistema clave para estudios futuros, ya que la naturaleza brillante de la estrella debería facilitar investigaciones detalladas de las atmósferas y composiciones de los planetas, potencialmente revelando si son ricos en gases o en agua. Los astrónomos han señalado que estos hallazgos tienen un gran potencial para futuras exploraciones, particularmente con instrumentos como el James Webb Space Telescope, para comprender la naturaleza de los sistemas exoplanetarios.

Aprovechando el método de tránsito con telescopios

El descubrimiento mencionado fue posible principalmente mediante el uso de lo que se llama el “método de tránsito”, una técnica ampliamente utilizada para descubrir exoplanetas, que son planetas fuera de nuestro sistema solar.  Este método implica monitorear el brillo de las estrellas a lo largo del tiempo para detectar atenuaciones periódicas, lo que indica que un planeta podría estar pasando frente a la estrella, bloqueando una pequeña fracción de su luz.

*Imagen solo con fines ilustrativos*

Aquí hay una explicación más detallada:

Observación de la luz estelar: En el método de tránsito, los astrónomos observan la luz emitida por una estrella durante un período prolongado.  Utilizando telescopios espaciales como Kepler, TESS o telescopios terrestres, monitorean continuamente el brillo de miles de estrellas.

Eventos de tránsito: Cuando un planeta orbita una estrella, existe la posibilidad de que pase directamente entre la estrella y el observador.  Este evento se conoce como un “tránsito”.  Cuando esto ocurre, el planeta bloquea una pequeña porción de la luz de la estrella, causando una disminución pequeña pero perceptible en su brillo.

Patrones regulares de atenuación: Si la luz de una estrella se atenúa a intervalos regulares, sugiere que un planeta está orbitando la estrella y transitando repetidamente a través de ella.  La cantidad de luz que el planeta bloquea puede indicar a los astrónomos el tamaño del planeta.  Los planetas más grandes bloquean más luz, provocando una disminución más significativa en el brillo.

Período orbital y distancia: La frecuencia del tránsito (qué tan a menudo la luz se atenúa) brinda información sobre el período orbital del planeta, que es el tiempo que tarda en completar una órbita alrededor de su estrella.  Esto, a su vez, ayuda a estimar la distancia del planeta a su estrella.

Orientación específica: El método de tránsito solo funciona si la órbita del planeta es vista de lado (edge‑on) desde nuestro punto de vista.  Si la órbita está inclinada de modo que el planeta nunca pase frente a la estrella desde nuestra perspectiva, el método de tránsito no lo detectará.

Ventaja en estudios de tamaño y atmósfera: El método de tránsito es particularmente eficaz para determinar el tamaño del planeta.  Además, cuando se combina con espectroscopía, puede proporcionar información sobre la composición de la atmósfera del planeta.

Observaciones de seguimiento: Después de que se detecta un exoplaneta potencial mediante el método de tránsito, a menudo se realizan observaciones y análisis adicionales para confirmar su existencia y estudiar sus propiedades con mayor detalle.

Hasta la fecha, el método de tránsito ha sido muy exitoso en la búsqueda de exoplanetas, contribuyendo al descubrimiento de miles de exoplanetas desde principios de los años 2000.  Es particularmente eficaz para encontrar planetas que están cerca de sus estrellas, como los que se encuentran en la zona habitable donde las condiciones podrían ser adecuadas para agua líquida, un ingrediente clave para la vida tal como la conocemos.

Telescopios espaciales

Aunque puede ser el James Webb Space Telescope el que ha cautivado la atención del público desde su lanzamiento, no es de ninguna manera el único dispositivo de este tipo en uso por los astrónomos hoy.  De hecho, el descubrimiento de estos planetas sincronizados se realizó mediante los siguientes.

CHEOPS (Satélite de Caracterización de Exoplanetas):

Lanzado en 2019, CHEOPS es operado por la Agencia Espacial Europea (ESA), con contribuciones de varios países europeos.  Fue diseñado para observar exoplanetas conocidos que orbitan estrellas brillantes.  Su objetivo principal es medir los tamaños de estos planetas con alta precisión.  Al determinar los tamaños de los planetas y combinar esta información con datos existentes sobre sus masas, los científicos pueden calcular sus densidades y, por lo tanto, inferir sus composiciones.

*Imagen solo con fines ilustrativos*

Más específicamente, CHEOPS se centra en exoplanetas que van desde el tamaño de la Tierra hasta el de Neptuno.  Busca proporcionar información más detallada sobre estos mundos, muchos de los cuales fueron descubiertos por otras misiones como el telescopio Kepler.  Esto se realiza mediante el uso del ‘método de tránsito’ descrito anteriormente, donde mide la disminución de la luz estelar cuando un planeta pasa frente a su estrella anfitriona.

TESS (Satélite de Encuesta de Exoplanetas en Tránsito):

Lanzado en 2018, TESS es operado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de los Estados Unidos.  Mientras CHEOPS está destinado a observar exoplanetas conocidos, a TESS se le asigna el objetivo principal de descubrirlos mediante el monitoreo de las estrellas más brillantes del cielo.  Se centra particularmente en encontrar planetas del tamaño de la Tierra y super‑Tierras.

Para lograr su objetivo, TESS examina todo el cielo, dividiéndolo en numerosos sectores, cada uno observado durante aproximadamente un mes.  Este enfoque de encuesta integral ha permitido a TESS descubrir miles de nuevos exoplanetas.  Al igual que CHEOPS, TESS también utiliza el método de tránsito para detectar exoplanetas.  Su enfoque de encuesta de todo el cielo ayuda a identificar planetas alrededor de una amplia variedad de tipos estelares, incluidos los más cercanos y brillantes, y, por lo tanto, más fáciles de estudiar en seguimientos.

Ambos telescopios son contribuyentes significativos al campo de la investigación de exoplanetas.  Mientras CHEOPS se centra más en estudiar exoplanetas conocidos con mayor detalle, TESS está diseñado para encontrar nuevos exoplanetas y añadir al catálogo de rápido crecimiento de estos mundos distantes.  Sus hallazgos no solo nos ayudan a comprender las propiedades de los exoplanetas, sino que también contribuyen a la búsqueda más amplia de mundos potencialmente habitables más allá de nuestro sistema solar.

Actores de la industria

Los humanos son exploradores por naturaleza.  Con el tiempo, hemos buscado continuamente y nos hemos adaptado a vivir en casi todos los entornos, excepto los más extremos del mundo.  Mirando hacia el futuro, si los humanos van a seguir satisfaciendo el deseo innato de expandir nuestros horizontes, serán los avances en la ciencia y el sector aeroespacial.  Con eso en mente, a continuación se presentan algunas de las muchas empresas que trabajan hacia ese futuro.

*Las cifras proporcionadas a continuación eran precisas al momento de escribir y están sujetas a cambios.  Cualquier inversor potencial debe verificar los métricos*

Empresas cotizadas

1. Northrop Grumman Corporation

(NOC )

Northrop Grumman Corporation, una empresa líder global en seguridad, desempeña un papel fundamental en el avance de los viajes y la exploración espacial.  Reconocida por su innovación en tecnología aeroespacial, Northrop Grumman ha sido instrumental en varias misiones espaciales de alto perfil.  Un aspecto destacado de sus esfuerzos espaciales incluye su significativa contribución al James Webb Space Telescope, demostrando experiencia en el desarrollo de sistemas espaciales complejos.

La participación de la empresa en el espacio se extiende a la fabricación de satélites, la contribución a la Estación Espacial Internacional y el desarrollo de vehículos de lanzamiento.  Con un fuerte enfoque en tecnologías de próxima generación y una sólida cartera en defensa y aeroespacial, Northrop Grumman continúa siendo un actor clave en la configuración del futuro de los viajes espaciales, posicionándose como una perspectiva atractiva para los inversores que miran hacia la expansión de los frentes aeroespaciales y de defensa.

2. Lockheed Martin Corporation

(LMT )

Lockheed Martin Corporation se erige como un titán en el sector aeroespacial y de defensa, contribuyendo significativamente al ámbito de la exploración espacial.  Como contratista principal de la NASA, la experiencia de Lockheed Martin abarca el diseño y la construcción de naves espaciales y satélites avanzados.  Notablemente, ha sido fundamental en proyectos como el Orion Multi‑Purpose Crew Vehicle, destinado a permitir la exploración humana del espacio profundo.  La participación de la corporación en tecnología de satélites, sondas espaciales y en misiones de exploración de Marte, incluidos los rovers marcianos, subraya su papel crucial en el avance de nuestra comprensión del espacio.

La continua inversión de Lockheed Martin en tecnología espacial, incluidas iniciativas en defensa contra misiles y exploración espacial, la posiciona como una opción atractiva para los inversores interesados en la creciente industria espacial.  Este enfoque orientado al futuro se alinea con el impulso global hacia nuevas fronteras en el espacio, convirtiendo a Lockheed Martin en un actor clave tanto en la defensa nacional como en el futuro de la exploración espacial.

3. Boeing Company

(BA )

Boeing tiene una larga historia en el sector aeroespacial y es un contribuyente clave en numerosas misiones e iniciativas espaciales.  La empresa ha participado en proyectos que van desde la fabricación de satélites hasta el desarrollo de naves espaciales.  Notablemente, Boeing es un socio importante en el programa de la Estación Espacial Internacional (ISS) y ha estado desarrollando la nave espacial CST‑100 Starliner, diseñada para transportar tripulación a la ISS y a otros destinos potenciales en órbita terrestre baja.

La participación de Boeing en la exploración espacial es una parte significativa de su amplio portafolio en aeroespacial y defensa, lo que la convierte en un actor prominente en la industria.

Privadamente poseídas

SpaceX

SpaceX, liderada por el visionario emprendedor Elon Musk, se encuentra a la vanguardia de la industria privada de exploración espacial.  Aunque no cotiza en bolsa, SpaceX ha atraído una atención significativa tanto de inversores como de la comunidad espacial por sus logros revolucionarios.

La compañía ha revolucionado los viajes espaciales con su tecnología de cohetes reutilizables, reduciendo significativamente el costo de acceso al espacio.  Sus cohetes Falcon y la nave Dragon se han convertido en elementos centrales tanto para misiones de carga como de tripulación a la Estación Espacial Internacional.  Además, el ambicioso proyecto Starlink de SpaceX busca proporcionar cobertura de internet global mediante una constelación de satélites, mostrando su enfoque innovador a los servicios basados en el espacio.  La empresa también lidera la iniciativa hacia la colonización de Marte con el desarrollo de la nave Starship.

Los continuos avances y el enfoque disruptivo de SpaceX en el sector espacial la convierten en una empresa de gran interés para potenciales futuros inversores y en un actor clave en la configuración del futuro de la exploración y el viaje espacial.

Blue Origin