Apuntando un telescopio plateado hacia el cielo nocturno, Fadi Saibi se preparó para una sesión especial de observación en el patio trasero de su casa en Sunnyvale. Solo tomó un par de toques para emparejar su teléfono con el telescopio y enfocar un objeto cósmico. El objetivo: TOI-4600c, un planeta cerca de la constelación de Draco, que orbita una estrella a unos 815 años luz de la Tierra.
“Estaba preocupado porque tengo algunos árboles en mi patio trasero”, dijo Saibi. “Pero después de comprobarlo, parecía que había buena visibilidad”.
Durante el día, Saibi trabaja como director de tecnología de Artemis Networks, una empresa de tecnología inalámbrica con sede en Mountain View. Pero en la noche del 16 de octubre, se entregó a su pasión infantil por observar las estrellas como parte de un amplio estudio de investigación realizado por astrónomos aficionados en todo el mundo. El proyecto busca comprender TOI-4600c y otros mundos que orbitan estrellas distantes, conocidos como exoplanetas. Es un ejemplo de ciencia ciudadana: colaboraciones que involucran a miembros comunes del público en la investigación científica.
Un proyecto científico como este generalmente no es la razón por la que la gente comenzar observar las estrellas, pero la convincente investigación ha atraído una red mundial de astrónomos aficionados como Saibi.
“A veces anhelo simplemente pasar tiempo mirando las estrellas, como solía hacerlo”, dijo.
El proyecto se llama UNITE, por la Red Unistellar que investiga exoplanetas TESS. Patrocinado por la NASA y organizado por el Instituto SETI en Mountain View, UNITE vuelve a examinar los candidatos a exoplanetas detectados por el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA, que ha estado explorando el universo en busca de mundos distantes desde 2018.
El estudio TESS divide el cielo en 26 segmentos y el satélite observa cada uno de ellos cada 27 días. Sus cámaras no ven los exoplanetas directamente, sino que registran la reducción de la cantidad de luz procedente de una estrella cuando un exoplaneta pasa por delante de ella. Este tránsito da como resultado una caída en la “curva de luz” de la estrella, una representación visual de los datos que recibe TESS.
UNITE es una colaboración con el fabricante de telescopios aficionados Unistellar, que permite a cualquiera que pueda permitirse uno de los telescopios inteligentes de 6 pulgadas de la compañía, que se venden por 4.900 dólares, saltar a la ciencia de vanguardia. Opera bajo un programa de ciencia ciudadana de exoplanetas más amplio con Unistellar iniciado por el científico del Instituto de Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI), Thomas Esposito, en 2020.
El programa principal observa una variedad de exoplanetas, desde tan grandes como Júpiter hasta más pequeños que Saturno, orbitando estrellas similares a nuestro sol. A menudo, estos planetas son mucho más cálidos y orbitan más cerca de su estrella. En lugar de estudiar estos planetas calientes que orbitan rápidamente, UNITE pretende recopilar datos sobre mundos más raros que orbitan más lejos de sus estrellas madre.
“Intentamos buscar algo con una órbita de más de cien días”, dijo Esposito.
TOI-4600c tiene un tamaño similar a Saturno, con una órbita que en nuestro sistema solar lo situaría entre la Tierra y Marte. Se cree que las temperaturas en su atmósfera arremolinada son de -110 grados Fahrenheit, lo que la hace ligeramente más cálida que Júpiter. Y al igual que Júpiter y Saturno, podría tener lunas.
TOI-4600c orbita una estrella enana naranja que es ligeramente más pequeña y más fría que nuestro sol. Tras la detección de un tránsito inicial en 2020, TESS observó un segundo 965 días después, en 2022. Esto dejó a los investigadores con un enigma cósmico: ¿podría este exoplaneta realmente tener una órbita tan larga, o TESS simplemente pasó por alto otras veces que cruzó su estrella? mientras mira otros sistemas?
Al ejecutar modelos informáticos para simular la posible dinámica orbital del exoplaneta, el estudiante graduado Ismael Mireles y su equipo de la Universidad de Nuevo México calcularon que lo más probable es que TESS omitiera un tránsito. Esto significaba que el próximo sería observable en el hemisferio norte a mediados de octubre de 2023. UNITE recibió más tarde una llamada del Programa de Observación de Seguimiento TESS de la NASA con la misión de reducir aún más el período o año orbital de TOI-4600c.
Los científicos de SETI organizaron una sesión internacional los días 16 y 17 de octubre en la que participaron observadores desde el este de Asia hasta América del Norte. Todo lo que tenían que hacer era configurar su telescopio inteligente desde su ubicación durante la ventana de observación e importar las coordenadas a través de la aplicación Unistellar en su teléfono. Luego, sus telescopios rastrearían automáticamente la estrella anfitriona mientras recorría el cielo nocturno, registrando la cantidad de luz que llega al telescopio y enviando los datos a los servidores informáticos del Instituto SETI.
Seis observadores en Japón captaron el “ingreso” del exoplaneta, durante el cual comenzó a cruzar su estrella anfitriona. Sin embargo, los observadores japoneses tuvieron dificultades para seguir el planeta porque la estrella objetivo colgaba baja en el cielo, cerca del horizonte.
“Para observar a baja altitud, fui a un lugar con una vista clara del cielo del norte”, escribió en un correo electrónico Keiichi Fukui, un científico jubilado que trabajó en el Instituto de Investigación Meteorológica en Tsukuba, Japón.
A continuación, tres observadores del norte de Asia y Europa captaron el exoplaneta en pleno tránsito: uno en Rusia, uno en Finlandia y otro en Francia.
Durante su observación, Patrice Girard, un profesor de secundaria jubilado del suroeste de Francia, instaló varios dispositivos adicionales junto a su telescopio. “La gran pantalla de mi iPad de 13″ me permite grabar fotos y vídeos, y mi MacBook Air de 13″ me permite charlar con otros astrónomos aficionados y comprobar la configuración en tiempo real”, escribió Girard en un correo electrónico.
Finalmente, aproximadamente 11 horas después de las observaciones de Fukui, Saibi y otros cuatro científicos ciudadanos estadounidenses captaron la “salida” del exoplaneta cuando terminaba su tránsito frente a su estrella madre. El único obstáculo que encontraron estos observadores fue el tiempo nublado.
Saibi dijo que otros observadores en el área de Oakland no pudieron participar debido a la niebla y las nubes. “Tuve mucha suerte”, dijo. “Instalé el telescopio poco después del atardecer y el cielo todavía estaba despejado”.
Combinando los datos, la científica principal de UNITE, Lauren Sgro, del Instituto SETI, produjo una curva de luz completa que muestra las contribuciones de cada astrónomo ciudadano. El esfuerzo global para documentar el tránsito de TOI-4600c ayudará a determinar la duración exacta de su año, estimada en alrededor de 482 días.
“Este fue un tránsito realmente bueno para el programa UNITE debido a la ubicación de nuestros observadores”, dijo Sgro. “Tenemos muchos observadores en Estados Unidos y Japón. Desde allí se veía el principio y el final de este tránsito”.
Proyectos como UNITE son valiosos para recopilar más datos sobre mundos distantes, dados los costos y la logística de conseguir tiempo en observatorios profesionales, dijo Rob Zellem, científico principal de Exoplanet Watch de la NASA, otro proyecto de ciencia ciudadana que permite a los astrónomos aficionados interesados generar datos de observación para Sistemas planetarios distantes.
“Tienen más de unos miles de usuarios de Unistellar en todo el mundo, y unos cientos de ellos están interesados en ayudar en la ciencia de los exoplanetas”, dijo Zellem. “Aportan una gran fuerza numérica, con telescopios que nos permiten obtener datos de alta calidad”.
Por su parte, Saibi ha disfrutado la oportunidad de conectarse con su hija de 13 años, quien está “en una edad en la que está aprendiendo física, mecánica, matemáticas y trigonometría”, dijo Saibi. “Entonces, al usar un instrumento óptico como ese, tendrá una idea más intuitiva de todos esos conceptos diferentes”.