Una nueva técnica saca a la luz un planeta gigante que permanecía oculto

El telescopio espacial James Webb (JWST) ha dado un nuevo paso en la búsqueda de planetas fuera del sistema solar. Un equipo internacional de astrofísicos liderado por la Universidad Northwestern (Estados Unidos) ha desarrollado una técnica computacional capaz de eliminar con mayor precisión el resplandor de las estrellas para revelar planetas que hasta ahora permanecían ocultos. El estudio se publica en la revista científica Nature.

El método combina modelos basados en las leyes de la física con herramientas de optimización computacional y permite compensar pequeñas imperfecciones del telescopio que dificultan la detección de objetos débiles. Al aplicarlo a observaciones anteriores del James Webb, los investigadores consiguieron multiplicar entre dos y 15 veces la sensibilidad para detectar planetas.

Uno de los resultados más destacados fue la identificación de 51 Eridani b, un exoplaneta gigante cuya señal no podía distinguirse del brillo residual de su estrella mediante las técnicas convencionales de procesamiento de imágenes. Aunque el planeta ya había sido descubierto con telescopios terrestres, había permanecido oculto en los datos del James Webb utilizados para estudiar su atmósfera.

Un gemelo digital del telescopio

Fotografiar un planeta situado fuera del sistema solar supone un importante desafío, ya que su brillo puede ser hasta un millón de veces inferior al de la estrella que orbita. Para afrontar este problema, el James Webb utiliza instrumentos llamados coronógrafos, que bloquean parte de la luz estelar. Sin embargo, una pequeña cantidad de ese resplandor consigue filtrarse y puede ocultar los planetas.

Hasta ahora, los astrónomos recurrían habitualmente a imágenes de otras estrellas como referencia para restar el brillo no deseado. El inconveniente es que las pequeñas variaciones en la posición, la temperatura o la estructura de los espejos hacen que las imágenes nunca coincidan por completo.

La nueva técnica, denominada FLIP (Aprendizaje Basado en la Física para la Observación de Planetas), utiliza un modelo virtual del telescopio, una especie de gemelo digital que reproduce cómo viaja la luz a través de sus espejos hasta llegar a los detectores.

Los investigadores ajustan millones de parámetros de esta réplica para reproducir con precisión las imperfecciones ópticas y los cambios del instrumento. Después, calculan y eliminan el brillo estelar que interfiere en las imágenes reales.

Nuevas posibilidades para estudiar atmósferas

Para comprobar la eficacia del sistema, el equipo analizó observaciones de tres estrellas: HIP 65426, 51 Eridani y TYC 5899. En las dos primeras ya se conocían planetas, mientras que en la tercera no había compañeros planetarios identificados.

Los resultados mostraron una mejora de la sensibilidad en todos los casos. La recuperación de 51 Eridani b resulta especialmente relevante porque permite estudiar su señal en una longitud de onda infrarroja en la que el dióxido de carbono absorbe intensamente la luz.

Los investigadores consideran que esta técnica puede ayudar a localizar planetas más pequeños, fríos y débiles sin necesidad de modificar los telescopios actuales. También podría facilitar el análisis de sus atmósferas y aportar nuevos datos sobre su composición.

El equipo espera que FLIP permita aprovechar observaciones del James Webb que hasta ahora no habían ofrecido resultados concluyentes, ampliando así las posibilidades de estudiar mundos situados fuera de nuestro sistema solar.