El Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la nave espacial New Horizons fijaron simultáneamente su mirada en Urano recientemente, permitiendo a los científicos hacer una comparación directa del planeta desde dos puntos de vista muy diferentes. Los resultados informan planes futuros para estudiar tipos similares de planetas alrededor de otras estrellas.
Los astrónomos utilizaron Urano como sustituto de planetas similares más allá de nuestro sistema solar, conocidos como exoplanetas, comparando imágenes de alta resolución del Hubble con la vista más distante de New Horizons. Esta perspectiva combinada ayudará a los científicos a aprender más sobre qué esperar mientras obtienen imágenes de planetas alrededor de otras estrellas con futuros telescopios.
«Aunque esperábamos que Urano apareciera diferente en cada filtro de las observaciones, descubrimos que en realidad Urano era más tenue de lo previsto en los datos de New Horizons tomados desde un punto de vista diferente», dijo la autora principal Samantha Hasler del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge y Colaborador del equipo científico de New Horizons.
La obtención de imágenes directas de exoplanetas es una técnica clave para conocer su habitabilidad potencial y ofrece nuevas pistas sobre el origen y la formación de nuestro propio sistema solar. Los astrónomos utilizan tanto imágenes directas como espectroscopia para recolectar luz del planeta observado 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 lo tanto, no son tan detalladas como las vistas de cerca que tenemos de los mundos que orbitan alrededor de nuestro Sol. Los investigadores también sólo pueden obtener imágenes directas de exoplanetas en «fases parciales», 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 distantes de exoplanetas realizadas por otros telescopios por varias razones. En primer lugar, muchos exoplanetas conocidos también son gigantes gaseosos de naturaleza similar. Además, en el momento de las observaciones, New Horizons estaba en el lado opuesto de Urano, a 6.500 millones de millas de distancia, lo que 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 en su cámara a color, llamada Cámara de Imágenes Visible Multiespectral.
Por otro lado, el Hubble, con su alta resolución y en su órbita terrestre baja, a 2.700 millones de kilómetros de Urano, pudo ver características atmosféricas como nubes y tormentas en el lado diurno del mundo gaseoso.
«Urano aparece como sólo un pequeño punto en las observaciones de New Horizons, similar a los puntos vistos en exoplanetas con imágenes directas de observatorios como Webb o de observatorios terrestres», añadió Hasler. «El Hubble proporciona un contexto de lo que está 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 eran las nubes de Urano desde el Hubble, los investigadores pueden verificar lo que se interpreta a partir de los datos de New Horizons. En el caso de Urano, tanto el Hubble como New Horizons vieron que el brillo no variaba a medida que el planeta giraba, lo que indica que las características 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 en una fase diferente a la que pueden ver el Hubble u otros observatorios en la Tierra o cerca de ella. New Horizons demostró que los exoplanetas pueden ser más tenues de lo previsto en ángulos de fase parciales y altos, y que la atmósfera refleja la luz de manera diferente en fases parciales.
La NASA tiene dos importantes observatorios próximos en proceso para avanzar en los estudios de las atmósferas de los exoplanetas y su posible habitabilidad.
«Estos estudios emblemáticos de Urano de New Horizons desde un punto de vista no observable por ningún otro medio se suman al tesoro de nuevos conocimientos científicos de la misión y, como muchos otros conjuntos de datos obtenidos en la misión, han arrojado nuevos conocimientos sorprendentes sobre los mundos de nuestro sistema solar. «, añadió el investigador principal de New Horizons, Alan Stern, del Southwest Research Institute.
El próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para 2027, utilizará un coronógrafo para bloquear la luz de una estrella y ver directamente exoplanetas gigantes gaseosos. El Observatorio de Mundos Habitables de la NASA, en una fase inicial de planificación, será el primer telescopio diseñado específicamente para buscar biofirmas atmosféricas en planetas rocosos del tamaño de la Tierra que orbitan otras estrellas.
«Estudiar cómo aparecen puntos de referencia conocidos como Urano en imágenes lejanas puede ayudarnos a tener expectativas más sólidas a la hora de prepararnos para estas futuras misiones», concluyó Hasler. «Y eso será fundamental para nuestro éxito».
Lanzada en enero de 2006, New Horizons realizó el histórico sobrevuelo de Plutón y sus lunas en julio de 2015, antes de brindarle a la humanidad su primera mirada de cerca a uno de estos bloques de construcción planetarios y objeto del Cinturón de Kuiper, Arrokoth, en enero de 2019. New Horizons es ahora en su segunda misión extendida, estudia objetos distantes del Cinturón de Kuiper, caracteriza la heliosfera exterior del Sol y realiza importantes observaciones astrofísicas desde su incomparable punto de vista en regiones distantes 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 funcionando durante más de tres décadas y continúa realizando descubrimientos innovadores 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, con sede en Denver, Colorado, también apoya las operaciones de la misión en Goddard. El Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble para la NASA.
El Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, construyó y opera la nave espacial New Horizons y gestiona la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. El Southwest Research Institute, con sede en San Antonio y Boulder, Colorado, dirige 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.
