El telescopio de lente gravitacional solar (SGL, por sus siglas en inglés) es una idea que lleva circulando unos años y que propone, llegado el momento, utilizar nuestra tecnología para enviar naves tan lejos del Sol como para permitir usarlo como una lente gravitacional. Ahora, un estudio plantea que sería perfecto para descubrir enanas blancas y agujeros negros…
La lente gravitacional solar sería fantástica para encontrar enanas blancas y agujeros negros
En los últimos años hemos visto diferentes estudios sobre las virtudes de la lente gravitacional solar. En parte, se debe a la gran productividad de Slava Turyshev, que ha publicado multitud de estudios al respecto. Pero, también, es lógico que haya mucho interés porque una misión así sería revolucionaria. Sobre el papel, al menos, tiene multitud de aspectos positivos, aunque también muchísimos desafíos por resolver. Un nuevo estudio plantea que el telescopio SGL sería muy útil para conseguir imágenes de diferentes objetos lejanos.
Hay que recordar que la lente gravitacional solar aprovecha un efecto de la relatividad general: la masa del Sol curva y amplifica la luz. Una nave situada a unas 550 UA (unidades astronómicas) del Sol podría utilizar ese efecto de lente como una especie de lupa cósmica. Esto permitiría crear imágenes con una resolución de megapíxeles de exoplanetas similares a la Tierra, siempre que estén a una distancias de pocas decenas de años luz. Hasta ahora, el desarrollo de la SGL se ha centrado principalmente en los beneficios que aportaría al estudiar exoplanetas.
Sin embargo, Turyshev destaca que hay muchos objetivos de los que se podrían obtener imágenes de alta resolución. Los exoplanetas, en particular, se enfrentan a un gran obstáculo: algo conocido como la escasez de fotones. En resumidas cuentas, incluso un telescopio tan potente como el que se plantea en este caso, necesitaría observar un exoplaneta durante mucho tiempo para reunir una señal suficiente que superase el ruido de fondo provocado por la corona solar. Sin embargo, esto no es un problema con otros objetos astronómicos.
El atractivo de enanas blancas y agujeros negros
Es algo especialmente cierto en el caso de aquellos objetos que emiten su propia luz (en vez de reflejar la de una estrella cercana). En estos casos, lo importante no es cuántos fotones recoge el telescopio. Es mucho más importante su capacidad de observación y cómo eliminar el resplandor de la corona solar. Para demostrarlo, Turyshev analizó matemáticamente tres casos de uso muy atractivos. El primero consiste en cartografiar la superficie de una enana blanca magnética.
Las enanas blancas son estrellas, similares al Sol, que han llegado al final de su vida. Son muy brillantes pero físicamente pequeñas, con un diámetro que es parecido al de la Tierra. En la actualidad, solo es posible estudiar detalles de la superficie de una enana blanca hasta la escala de microsegundos de arco. Según Turyshev, la SGL sería capaz de cartografiar la superficie de una enana blanca situada a 10 pársecs (32,6 años luz) con una resolución de nanoarcsegundos. Permitiría observar por primera vez cosas como diferencias de temperatura y restos rocosos en su disco de acreción.
El disco de acreción es el nombre que recibe un disco de material alrededor de un objeto (como un agujero negro o una estrella) desde el que se precipita material hacia el objeto central. Otro posible objetivo es M87*, el primer agujero negro supermasivo del que se logró obtener una imagen, que se publicó en 2019. Aunque fue un hito histórico, la imagen original del Telescopio del Horizonte de Sucesos tiene una resolución de decenas de microsegundos de arco. Turyshev explica que el telescopio SGL podría mejorarla hasta los 0,66 microsegundos de arco por píxel.
La lente gravitacional solar aportaría imágenes muy detalladas
Es decir, se podrían obtener muchos más detalles respecto a la imagen original. Otro ejemplo es el de los discos protoplanetarios. Son los discos de material alrededor de estrellas recién nacidas, donde se formarán los sistemas planetarios. El Sol, en su infancia, estaba rodeado de un disco protoplanetario donde se formó todo lo que compone nuestro rincón de la galaxia. En esos discos suceden multitud de procesos, y la SGL podría centrarse en regiones concretas para estudiar mejor lo que está sucediendo. Aunque habría limitaciones.
Porque intentar explorar por completo un disco protoplanetario que mida 100 UA (unidades astronómicas) resultaría inviable. Al tener que colocar el telescopio muy lejos del Sol, tendría que recorrer una gran distancia (a su alrededor) para poder ver diferentes regiones del disco protoplanetario de ese objetivo lejano. Sin embargo, el telescopio sería perfecto para observar zonas específicas del disco que pudiesen ser especialmente interesantes, como aquellas en las que se están formando planetas. Esto es, de hecho, un gran ejemplo de uno de los aspectos más delicados de la misión.
Será muy importante, si se construye algún día, elegir cuidadosamente los objetivos que estudiará la SGL, porque solo podrá mirar en una dirección en concreto. Para cambiar su campo de visión solo 1°, cuando se encontrase a 650 UA, habría que mover la nave una distancia superior a la que separa la Tierra de Saturno. Algo que tardaría años (o décadas) y solo aportaría un cambio mínimo. Por eso es una misión muy interesante pero también muy difusa, todavía. Harán falta mejores sistemas de propulsión y superar muchos retos técnicos. Aunque, a pesar de ello, seguiremos viendo trabajos al respecto porque es una idea muy, muy potente.
Estudio
El estudio es S. Turyshev; «Ultra-High-Resolution Astronomy with the Solar Gravitational Lens«. Publicado en arXiv, puede consultarse en este enlace.
Referencias: Universe Today
