Extendida la misión CHEOPS
Por la Universidad de Berna
09 de marzo de 2023.
Impresión artística de la nave espacial Characterizing Exoplanet Satellite (CHEOPS) de la ESA, la misión S1 del programa Cosmic Vision, centrada en estudiar exoplanetas conocidos y ya descubiertos, y caracterizar sus propiedades. Crédito: ESA.
Tras más de tres años en órbita, se acaba de ampliar la misión del telescopio espacial CHEOPS. Dirigido por la Universidad de Berna en colaboración con la Universidad de Ginebra, CHEOPS es una misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) y Suiza.
El 7 de marzo, el Comité del Programa Científico de la ESA confirmó sus operaciones continuas hasta 2026 y una extensión indicativa hasta 2029, dependiendo de los compromisos continuos de los contribuyentes y socios nacionales. Desde su lanzamiento en diciembre de 2019, las mediciones extremadamente precisas del satélite han contribuido a varios descubrimientos clave en el campo de los exoplanetas. La extensión permitirá estudiar estos mundos fascinantes alrededor de otras estrellas con aún más detalle.
A diferencia de los satélites anteriores diseñados para encontrar nuevos exoplanetas (planetas que orbitan estrellas distintas a nuestro Sol) mediante la observación simultánea de decenas de miles de estrellas, CHEOPS se ha optimizado para observar una sola estrella a la vez y apunta a estrellas que ya se sabe que albergan exoplanetas. El objetivo de CHEOPS es, por tanto, ir más allá de un mero censo de exoplanetas y medir algunas de sus características clave, en particular su tamaño, con una precisión exquisita.
Esta precisión es lo que permite a los astrónomos inferir de qué están hechos estos planetas: al combinar la medida del tamaño de CHEOPS con la masa del planeta previamente conocida, se obtiene la densidad: los planetas densos como la Tierra están compuestos principalmente de rocas y metales, mientras que los planetas con densidades bajas como Júpiter en su mayoría están hechos de gas. Dado que estas composiciones son el resultado del proceso de formación de planetas, conocerlas abre una ventana a la historia pasada de los sistemas planetarios, poniendo en contexto nuestro propio Sistema Solar.
"En este sentido, la misión ha tenido un gran éxito", afirma Willy Benz, profesor emérito de astrofísica de la Universidad de Berna y director del consorcio CHEOPS, "la precisión de CHEOPS ha superado todas las expectativas y nos ha permitido determinar propiedades de varios de los exoplanetas más interesantes".
Por ejemplo, al observar de cerca cómo cambia la luminosidad cuando el planeta WASP-103b pasa frente a su estrella, los científicos del equipo CHEOPS han observado que el planeta se deforma en forma de pelota de rugby debido a la intensa gravedad de la cercana estrella. Dichos planetas son tan calientes que CHEOPS también ha podido detectarlos brillando a lo largo de su órbita alrededor de sus estrellas.
"El brillo detectado con CHEOPS para el planeta WASP-189b es solo una millonésima parte de la luz emitida por la estrella y está relacionado con la temperatura de la atmósfera del planeta y su cobertura de nubes. Por lo tanto, está claro que CHEOPS puede hacer mucho más que 'simplemente' medir el tamaño de los planetas", explica el profesor David Ehrenreich de la Universidad de Ginebra, quien copreside el equipo internacional de más de cien científicos involucrados en la explotación de la misión.
Se planeó que la misión principal de CHEOPS durara tres años y medio, es decir, hasta septiembre de 2023. La excelente calidad de la ciencia producida por la misión está atestiguada por la publicación de más de cincuenta artículos científicos basados en datos de CHEOPS en revistas internacionales.
El satélite fue operado con éxito en medio de una pandemia global y su salud es excelente con respecto a las duras condiciones del espacio, donde es constantemente bombardeado por rayos cósmicos y radiación de alta energía. Todos estos elementos han empujado al equipo de CHEOPS a proponer extender la misión más allá de 2023.
La extensión de las operaciones de CHEOPS ahora ha sido confirmada por el Comité del Programa Científico de la ESA hasta al menos 2026, con el apoyo continuo de colaboradores y socios nacionales. Los miembros del equipo de CHEOPS provienen de 40 instituciones de toda Europa: además de la ESA, 11 países, incluida Suiza a la cabeza, se han unido para financiar y construir el telescopio entre 2012 y 2019.
"CHEOPS puede seguir contando con el fuerte apoyo de las agencias de financiación participantes, incluida Suiza, para la extensión de la misión, y que el liderazgo suizo en la misión CHEOPS (incluidas sus operaciones extendidas) es posible gracias a la membresía de Suiza en ESA y a través de su participación en el programa PRODEX", dice Oliver Botta, presidente del Comité Directivo de CHEOPS.
Con la extensión de la misión recientemente aprobada, el equipo de CHEOPS planea continuar usando CHEOPS para lo que mejor hace y, al mismo tiempo, probar nuevas observaciones. "Solo hemos arañado la superficie de las capacidades de CHEOPS, hay mucha más ciencia que se puede hacer con el satélite y esperamos explorarlo durante la extensión", dice Benz.
"Un resultado muy emocionante sería el descubrimiento de la primera exoluna", dice Ehrenreich. "Muchos planetas en nuestro Sistema Solar tienen lunas, por lo que esperamos encontrar algunos alrededor de exoplanetas, y actualmente estamos observando algunos candidatos. Sin embargo, es un desafío detectar exolunas porque son pequeñas, por lo que sus firmas son débiles. Sin embargo, CHEOPS es lo suficientemente preciso como para encontrar exolunas tan pequeñas como el planeta Marte, que tiene el doble del tamaño de nuestra Luna. Si tales lunas existen en los sistemas que observamos, podríamos encontrarlas durante la misión extendida".
Otra característica única de CHEOPS es su capacidad para combinar fuerzas con otras misiones espaciales como el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que es una misión conjunta de la NASA y la ESA. CHEOPS puede refinar nuestro conocimiento de exoplanetas ya conocidos para seleccionar los mejores candidatos para ser observados con JWST para sondear las atmósferas de estos planetas.
"Gracias a las observaciones de CHEOPS, JWST nos ha otorgado un tiempo valioso para observar los planetas en el sistema TOI-178 y determinar su composición atmosférica, lo que ayudará a comprender la historia dinámica del sistema", dice el profesor Yann Alibert de la Universidad de Berna. Alibert coordina el programa CHEOPS dedicado al seguimiento de los sistemas multiplanetarios descubiertos por el satélite TESS de la NASA.
"Este es un ejemplo de una gran sinergia entre CHEOPS y otras misiones: TESS encontró originalmente 3 planetas que orbitaban la estrella TOI-178. Cuando CHEOPS observó este sistema, descubrió tres planetas más y reveló una armonía orbital excepcional y frágil, lo que nos lleva plantear la hipótesis de que no ha sido perturbado durante miles de millones de años", explica Alibert.
"Los científicos están ansiosos por descubrir qué resultados sorprendentes traerá CHEOPS a continuación; lo que es seguro ahora es que CHEOPS continuará haciendo nuevos descubrimientos en los años venideros", dice Benz.
La misión CHEOPS (CHAracterising ExOPlanets Satellite) es la primera de las "misiones de clase S" de la ESA: misiones de clase pequeña con un presupuesto de la ESA mucho más pequeño que el de las misiones de tamaño grande y mediano, y un período de tiempo más corto desde el inicio del proyecto hasta el lanzamiento.
CHEOPS se dedica a caracterizar los tránsitos de exoplanetas. Mide los cambios en el brillo de una estrella cuando un planeta pasa frente a esa estrella. Este valor medido permite derivar el tamaño del planeta y determinar su densidad sobre la base de los datos existentes.
Esto proporciona información importante sobre estos planetas, por ejemplo, si son predominantemente rocosos, si están compuestos de gases o si tienen océanos profundos. Esto, a su vez, es un paso importante para determinar si un planeta tiene condiciones que sean hospitalarias para la vida.
CHEOPS se desarrolló como parte de una asociación entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y Suiza. Bajo el liderazgo de la Universidad de Berna y la ESA, un consorcio de más de cien científicos e ingenieros de once estados europeos participó en la construcción del satélite durante cinco años.
CHEOPS comenzó su viaje al espacio el miércoles 18 de diciembre de 2019 a bordo de un cohete Soyuz Fregat desde el puerto espacial europeo en Kourou, Guayana Francesa. Desde entonces, ha estado orbitando la Tierra en una órbita polar en aproximadamente una hora y media a una altitud de 700 kilómetros siguiendo al terminador.
La Confederación Suiza participa en el telescopio CHEOPS dentro del programa PRODEX (PROgramme de Développement d'EXpériences scientifiques) de la Agencia Espacial Europea ESA. A través de este programa, los equipos de proyectos de investigación e industria pueden desarrollar y construir contribuciones nacionales para misiones científicas.
Esta transferencia de conocimiento y tecnología entre la ciencia y la industria, en última instancia, también le da a Suiza una ventaja competitiva estructural como ubicación comercial y permite que las tecnologías, los procesos y los productos fluyan hacia otros mercados y, por lo tanto, generen valor agregado para nuestra economía.
Fuente:
https://phys.org/news/2023-03-cheops-mission.html