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Kepler (telescopio espacial)

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Lanzamiento del Kepler.
Para otros usos de este término, véase Kepler (desambiguación).

Kepler es el nombre de un satélite artificial que orbita alrededor del sol buscando planetas extrasolares, especialmente aquellos de tamaño similar a la Tierra, llevando a cabo lo que se conoce como misión Kepler. Fue lanzado por la NASA desde Cabo Cañaveral en la madrugada del 6 de marzo de 2009, en un cohete modelo Delta II.

El nombre de este satélite es un epónimo en dedicatoria al astrónomo y matemático Johannes Kepler (1571-1630), descubridor de las tres leyes de Kepler que describen las características de las órbitas planetarias. Los descubrimientos de Kepler sólo pudieron ser posibles gracias a la exhaustiva labor de recopilación de datos de Tycho Brahe (1546-1601), labor que pretende emular de forma automática el satélite.

Kepler es parte del programa Discovery de la NASA; un programa de un costo relativamente bajo, enfocado en misiones científicas específicas. La construcción del telescopio y su puesta en marcha fue gestionada por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, siendo Ball Aerospace responsable del desarrollo del sistema de vuelo, y el Centro de Investigación Ames el responsable tanto del desarrollo del sistema de tierra, como de las operaciones desde diciembre de 2009 y del análisis de los datos científicos

La duración prevista fue de 3,5 años. Se esperaba que a la finalización de su misión, inicialmente a finales de 2012 y ampliada posteriormente a 2016, este satélite permitiese descubrir varios planetas de tamaño similar a la Tierra, orbitando su estrella a una distancia comparable a la de nuestro planeta. Antes de esta fecha, la sonda podría no obstante identificar planetas más grandes o que orbitasen más cerca de su estrella.[1]​ Sin embargo la existencia de más ruido del esperado hizo necesario más tiempo para cumplir todos los objetivos de la misión. Por ello en 2012 la misión se prolongó hasta el 30 de septiembre de 2016.[2]​ Desgraciadamente la sonda se estropeó al año siguiente. Para el buen funcionamiento del equipo es necesario que al menos tres de los cuatro giróscopos utilizados para orientar la nave se mantengan en buen estado,[3]​ sin embargo el 15 de mayo del 2013 falló el segundo de ellos.[4]​ Durante los meses siguientes se intentó recuperar al menos uno de los dos giróscopos dañados, pero finalmente el 15 de agosto la NASA informó de que cesaban los esfuerzos de reparación y que se estaban considerando nuevas misiones posibles en las condiciones actuales del telescopio.[5]​

Mientras estuvo operativa, la sonda Kepler encontró un total de 2740 candidatos a exoplanetas, y se han confirmado 114 planetas en 69 sistemas estelares. En enero de 2013, los astrónomos del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA) utilizaron datos de Kepler para estimar que "por lo menos 17 mil millones" de exoplanetas del tamaño de la Tierra residen en la Vía Láctea.[6]​

Características

Telescopio espacial Kepler.

La sonda espacial tiene unas dimensiones de 4,7 m de alto por 2,7 m de diámetro, y pesa 1039 kg, sin contar con algo más de 10 kg de hidrazina usada como propelente.[7]​ El telescopio, montado sobre una estructura hexagonal de aluminio, cuenta con 10 m2 de paneles fotovoltaicos que generan 1 kW de energía eléctrica para la nave. La duración estimada de la misión es de 3 años y medio, con una posible extensión a 6 años.[7]​ El coste de la operación ha sido estimado en 600 millones de dólares[8]​ y en ella trabajan 200 científicos.[9]​

La sonda ha sido construida por las empresas LAST y Ball Aerospace & Technologies Corp., que también serán las encargadas de controlar la nave desde el centro de investigación de la universidad de Colorado (Estados Unidos). La nave está preparada para analizar parcialmente la información del sensor, recolectada cada 30 segundos, para enviar únicamente la información relevante a la estación de procesamiento en la Tierra: de otra manera, no habría ancho de banda suficiente para transmitir toda la información recabada. En el análisis de los datos trabaja un equipo de 28 personas, ayudados por observaciones externas realizadas por los telescopios Hubble y Spitzer.[10]​

El lanzamiento del satélite fue pospuesto en dos ocasiones por recortes de presupuesto. Durante el proceso, se sustituyó el sistema giratorio de la antena direccional por otro fijado a la estructura, más económico. Como consecuencia de ello, el satélite perderá el equivalente a un día de exploración al mes.

Aunque la sonda Kepler es un satélite (pues orbita en torno a un objeto), no es un satélite de la Tierra, sino que orbita en torno al sol, en una órbita elíptica de 372 días, y a una distancia de éste similar a la de la tierra. Con esta órbita se consigue facilitar la transmisión de datos desde la sonda hasta la Tierra, pero evitando los deslumbramientos que diversos cuerpos celestes podrían producir sobre la lente. La sonda cuenta además con ocho propulsores que le permitirán maniobrar para cambiar de orientación cuando sea necesario.[1]​

Misión

Órbita del satélite.
Misión Kepler, búsqueda en el contexto de la Vía Láctea.

Según la NASA, "La misión Kepler es la primera en el mundo con la capacidad de detectar realmente planetas análogos a la Tierra orbitando estrellas similares a nuestro sol en una zona habitable".[1]​

El objetivo de la sonda es observar simultáneamente unas 150 000 estrellas,[10]​ y analizar su brillo cada 30 minutos para detectar posibles tránsitos de planetas. Para ello utilizará un sensible fotómetro tipo Schmidt de 0.95 m de apertura[8]​ y un espejo primario de 1,4 metros. Su cámara CCD ofrece una resolución de 95 millones de píxeles; la más potente lanzada al espacio hasta la fecha.[9]​[1]​

Mediante esta nave se espera ampliar notablemente el número de planetas extrasolares descubiertos (que a la fecha del lanzamiento era de 337),[8]​ de tal manera que al término de la misión, se pueda disponer de una estimación más fiable sobre el número de planetas existentes de la galaxia. Este dato es crucial para responder a la pregunta de si estamos solos en el universo.[1]​

La misión Kepler constituye la versión norteamericana de la misión europea Corot, que lanzó otro satélite similar, aunque menos potente, a finales de diciembre de 2006. La principal diferencia entre ambas misiones es que, gracias a la mayor resolución de los instrumentos de la Kepler, se podrán descubrir planetas más pequeños, de tamaño similar a la Tierra.

Catálogo de entrada Kepler

El Catálogo de entrada Kepler o Kepler Input Catalog (KIC) es una base de datos de búsqueda pública de los aproximadamente 13,2 millones objetivos en estudio por la Misión Kepler.[11]​[12]​


Planetas extrasolares confirmados

Artículo principal: Anexo:Planetas extrasolares descubiertos por la misión Kepler

Sensibilidad

Comparativa entre el tránsito de Júpiter (izq.) y el planeta Tierra (der.) sobre una estrella del tamaño del sol.

Se ha calculado que si un planeta del tamaño de la tierra cruzase delante de una estrella similar al sol, la variación en la luminosidad de la estrella sería de tan sólo 84 partes por millón. El fotómetro de la sonda Kepler es capaz de detectar variaciones de 20 partes por millón.[1]​ Si a lo largo de los tres años y medio de la misión, la sonda capta al menos tres pequeñas fluctuaciones en una misma estrella, y se comprueba que éstas siguen intervalos regulares, se podrá inferir que existe un planeta orbitando dicha estrella.[1]​ Basándose en la probabilidad de que un planeta efectúe un tránsito visible desde nuestra posición (es decir, que orbite en el mismo plano que forma esa estrella con nuestro sistema solar), se ha estimado que la sonda encontrará a uno de cada 217 planetas similares a la tierra que se encuentren en las aproximadamente 150 000 estrellas analizadas. Esto quiere decir que si todas las estrellas tuviesen un planeta similar a la tierra, la sonda Kepler encontraría unos 465. Extrapolando este dato con los resultados que se obtengan, se podrá estimar el número de planetas similares a la tierra que existen en la galaxia (así como el de planetas más grandes). Basándose en los conocimientos actuales, las previsiones estiman que la sonda debería encontrar en torno a 50 planetas de tamaño similar a la Tierra.[13]​

Las estrellas analizadas están situadas entre las constelaciones del Cisne y Lira, y se encuentran en su mayoría (más del 99%) a una distancia de más de 600 años luz. Por otra parte, la sonda no es capaz de encontrar planetas similares a la Tierra en estrellas situadas más allá de 3.000 años luz, pues su luz se verá demasiado tenue[1]​

Logros

El primer éxito de la sonda espacial Kepler consistió en obtener detalles sobre la atmósfera de un júpiter caliente ( un planeta gaseoso como Júpiter pero más cercano al sol, y por tanto más caliente). Se trata del planeta HAT-P-7b, que orbita alrededor de la estrella HAT-P-7, en la constelación de Cisne, a 1000 años luz de distancia, y que tiene una temperatura de aproximadamente 2 377 °C. El planeta HAT-P-7b ya se conocía antes de que el telescopio Kepler dirigiera su atención hacia él, sin embargo, las mediciones efectuadas por la sonda han mostrado una pequeña elevación y disminución de la luz causada por las fases cambiantes del planeta, parecidas a las de la Luna. A pesar de que se trata de la medición de mayor precisión jamás obtenida para esta estrella, Kepler será aún más preciso después de que finalice el desarrollo del software para el análisis de datos de la misión.

Con fecha 4 de enero de 2010, los científicos que controlan la Kepler anunciaron haber descubierto 5 nuevos planetas extrasolares: cuatro del tipo Júpiter caliente, y uno del tamaño aproximado de Neptuno.[14]​ Debido al sistema de detección empleado, que requiere de sucesivos tránsitos, será necesario esperar a la finalización de la misión para obtener descubrimientos relevantes, pero aun así, en equipo que trabaja con la Kepler anunció otros cien candidatos potenciales a la espera de verificacíón.[14]​ Esta cifra aumentó a 706 en junio de 2010, de los cuales unos 400 eran candidatos prometedores.[10]​ En una conferencia de ese mismo mes, [nota 1]​ Dimitar Sasselov, investigador del proyecto, anunció que al menos 60 de los planetas detectados hasta la fecha tendrán un tamaño similar al terrestre (el doble de tamaño, o menos).[16]​

En diciembre de 2011, la NASA anunció que el número de candidatos detectados hasta la fecha ascendía a 2326. De ellos, 207 tendrían un tamaño similar a la Tierra, aunque sólo uno (Kepler-22b) estaba confirmado.[17]​

En enero de 2012, científicos de la NASA anunciaron que el satélite Kepler había encontrado tres planetas diminutos que no habían sido detectados hasta entonces, orbitando alrededor de una estrella. Los planetas fueron denominados KOI-961 y se constató que el más pequeño de ellos poseía el tamaño de Marte. John Johnson, líder del equipo de investigación del Instituto de Ciencia Exoplanetaria de la NASA, comentó que se trataba del sistema solar más pequeño que se había encontrado hasta el momento.

Véase también

El tamaño de los primeros cinco planetas descubiertos por Kepler.

Notas

  1. ↑ La conferencia puede verse aquí con subtítulos en español[15]​

Referencias

  1. ↑ a b c d e f g h «Five Things About Kepler» (en inglés). Consultado el 7 de marzo de 2009. 
  2. ↑ "NASA Extends Planet-Hunting Kepler Mission Through 2016". Space.com. 4 April 2012. Retrieved 2012-05-02.
  3. ↑ Stephen Clark (16 October 2012). «Kepler's exoplanet survey jeopardized by two issues». Spaceflight Now. Consultado el 17 October 2012. 
  4. ↑ «Equipment Failure May Cut Kepler Mission Short». 15 de mayo de 2013. Consultado el 15 de mayo de 2013. 
  5. ↑ «NASA finaliza intentos de recuperar la sonda Kepler». Consultado el 16 de agosto de 2013. 
  6. ↑ Staff (7 de enero de 2013). «17 Billion Earth-Size Alien Planets Inhabit Milky Way». Space.com. Consultado el 8 de enero de 2013. 
  7. ↑ a b «Kepler: NASA’s First Mission Capable of Finding Earth-Size Planets» (en inglés). Consultado el 7 de marzo de 2009. 
  8. ↑ a b c «Kepler inicia su misión de búsqueda de planetas similares a la Tierra». Consultado el 7 de marzo de 2009. 
  9. ↑ a b «Satélite Kepler de la NASA en busca de planetas similares a la tierra». Consultado el 7 de marzo de 2009. 
  10. ↑ a b c «NASA Releases Kepler Data on Potential Extrasolar Planets» (en inglés). Consultado el 12 de agosto de 2011. 
  11. ↑ http://archive.stsci.edu/kepler/kic10/help/search_help.html
  12. ↑ http://archive.stsci.edu/kepler/kic10/search.php
  13. ↑ National Geografic Channel, "Mundos extraterrestres" (2009)
  14. ↑ a b «Kepler Space Telescope Finds its First Extrasolar Planets» (en nglés). 2010. Consultado el 6 de enero de 2010. 
  15. ↑ «Dimitar Sasselov: How we found hundreds of Earth-size planets» (en inglés). Consultado el 28 de julio de 2010. 
  16. ↑ Richard A. Kerr. «Data Leak: Galaxy Rich in Earth-Like Planets». Consultado el 12 de agosto de 2011. 
  17. ↑ «El telescopio 'Kepler' encuentra otros mil candidatos a planetas extrasolares». Consultado el 7 de diciembre de 2011. 

Enlaces externos

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