El nuevo video de lapso de tiempo muestra el viaje de 17 años de un enorme planeta alienígena alrededor de su estrella madre.
El planeta extrasolar, o exoplaneta, en foco es Beta Pictoris b, un mundo ubicado a unos 64 años luz de distancia con una masa cercana a 12 veces la de Júpiter. El metraje de Beta Pictoris b fue creado por científicos que condensaron videos creados con conjuntos de datos reales recopilados entre 2003 y 2020.
Pero sorprendentemente, a pesar de ser 17 años de datos duros condensados en solo 10 segundos, lo que marca la vista de lapso de tiempo más largo de un exoplaneta jamás capturado, el metraje aún no cubre la órbita completa del planeta masivo alrededor de su estrella. Más bien, solo comprende alrededor del 75% del viaje, ya que lleva unos 23 años completarlo por completo. Con suerte, podremos hacer todo el viaje lo suficientemente pronto.
«Necesitamos otros seis años de datos antes de que podamos ver una órbita completa», Jason Wang, líder de investigación y astrofísico de Northwestern, dijo en un comunicado. «Ya casi llegamos. La paciencia es la clave».
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Beta Pictoris b fue avistado por primera vez en 2003. Su tamaño y brillo en realidad hicieron que fuera más fácil de encontrar que otros exoplanetas más pequeños y más débiles.
Por lo general, los exoplanetas se detectan a través de los efectos que tienen en su estrella madre. Por ejemplo, crean pequeñas caídas en la luz de su estrella madre (visto desde la Tierra) cuando pasan por la cara de la estrella. De manera similar, un exoplaneta tiende a producir «bamboleos» en el movimiento de su estrella madre, causados por el arrastre gravitacional del planeta hacia su anfitrión.
Pero Beta Pictoris b es uno de los pocos exoplanetas que los astrónomos han podido observar directamente.
«Es extremadamente brillante», dijo Wang. «Es por eso que es uno de los primeros exoplanetas descubiertos y fotografiados directamente. Es tan grande que se encuentra en el límite entre un planeta y una enana marrón, que son más masivos que los planetas».
La estrella alrededor de la cual orbita el exoplaneta, Beta Pictoris, es aproximadamente 1,75 veces más grande que el Sol y casi 9 veces más luminosa. También es solo una fracción de la edad de nuestro sol de 4.600 millones de años, a una edad relativamente joven de 26 millones de años.
Construir una imagen uniforme de la órbita de un planeta.
Wang y sus colegas comenzaron a rastrear Beta Pictoris b hace varios años, construyendo un lapso de tiempo inicial de su órbita alrededor de su estrella madre que constaba de solo cinco años de todo el viaje.
“Una película da un tipo de apreciación visceral por la física que no se obtendría con solo mirar las tramas en un gráfico”, explicó Wang.
Para crear una versión más larga de la película Beta Pictoris b, Wang recurrió al estudiante de New Trier High School Malachi Noel, quien formó parte del programa CIERA Research Experiences in Astronomy en CIERA para estudiantes de secundaria (REACH) en el verano de 2022 y, como graduado de REACH, comenzó a trabajar con Wang en enero de 2023.
Noel usó inteligencia artificial para crear una técnica que analizó imágenes de Beta Pictoris b de tres fuentes de archivo, Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research (SPHERE) adjunta al Very Large Telescope (VLT) en la región desértica de Atacama en el norte de Chile, el instrumento NAOS+CONICA (NACO) del Observatorio Paranal y el Gemini Planet Imager del Observatorio Gemini.
Junto con un equipo, Noel usó un algoritmo para llenar los espacios en el metraje y crear una imagen continua de la órbita del planeta. Esto aseguró que, durante el video de 10 segundos, Beta Pictoris b no se teletransportara desconcertantemente de un punto a otro alrededor de su estrella.
“Si solo combináramos las imágenes, el video se vería realmente nervioso porque no hemos tenido una vista continua del sistema todos los días durante 17 años”, dijo Wang. «El algoritmo suaviza ese nerviosismo, por lo que podemos imaginar cómo se vería el planeta si lo viéramos todos los días».
Luego, Wang usó la llamada «óptica adaptativa» para eliminar cualquier borrosidad del exoplaneta y su estrella causada por el hecho de que las imágenes fueron capturadas desde la atmósfera de la Tierra. También usó herramientas especiales para suprimir el brillo de Beta Pictoris. Si no se controlaba, ese brillo tenía el efecto de crear un círculo negro alrededor del emoji de estrella amarilla que representaba a Beta Pictoris en el video de lapso de tiempo.
Aunque, incluso con estos métodos implementados, todavía hay puntos en las imágenes donde el brillo de Beta Pictoris oscurece el exoplaneta. Durante estos momentos, Wang ha marcado el exoplaneta con una X para que los espectadores puedan seguirlo.
Wang espera que el metraje de lapso de tiempo de Beta Pictoris b les brinde a los espectadores un vistazo al funcionamiento interno de un sistema planetario distante que no se puede obtener solo con gráficos y ecuaciones.
El metraje resultante también parece haber inspirado a Noel a pensar en una carrera arraigada en el estudio del cosmos.
“Debido al largo tiempo de retraso, había mucha diversidad entre los conjuntos de datos, lo que requería ajustes frecuentes en el procesamiento de imágenes”, dijo Noel. «Realmente disfruté trabajar con datos. Si bien es demasiado pronto para saberlo con certeza, la astrofísica es definitivamente una carrera que estoy considerando seriamente».
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