reducción de ruido en detección de exoplanetas

Cuando dos agujeros negros se fusionan, ondas expansivas recorren el tejido del espacio-tiempo: las ondas gravitacionales. Pero, ¿y si en lugar de uno de ellos no hubiera un agujero negro común, sino algo distinto, un objeto compacto exótico?

Un café ruidoso. Intentas distinguir dos conversaciones en voz baja: una, en la mesa junto a la ventana (fusiones de agujeros negros); la otra, un susurro apenas perceptible desde el rincón más lejano (ecos del nacimiento del universo). Pero todo lo ahoga el zumbido de la máquina de café y el estruendo de la calle (las vibraciones de los detectores).

Cada noche, cientos de observatorios escrutan el cielo, pero los planetas de otras estrellas siguen siendo fantasmas. Su luz es miles de millones de veces más débil que el resplandor de su estrella madre — la tarea parece desesperada.

Una piedrecita en el fondo del arroyo yace inmóvil mientras los destellos del sol bailan en la superficie del agua. En astronomía ocurre el mismo contraste: un verdadero exoplaneta es la piedra, y miríadas de speckles (manchas de luz estelar dispersa) son las ondas que titilan en los instrumentos.

Un reflector te da de lleno en los ojos y, a un par de pasos, parpadea una luciérnaga diminuta. Así se ve la caza de un planeta similar a la Tierra alrededor de una estrella vecina: el planeta es de cien millones a diez mil millones de veces más tenue que su estrella, y en el cielo casi se funden en un solo punto.

La curva de luz de una estrella no es ruido caótico, sino un texto escrito por pulsaciones, manchas y el resplandor constante del horno termonuclear. Cualquier planeta que se deslice por el disco deja una errata en este texto: una minúscula caída de brillo que dura horas. Los métodos clásicos de búsqueda de exoplanetas exigían que la errata se repitiera — palabra tras palabra, órbita tras órbita.

En los márgenes del sistema solar, mucho más allá de Neptuno, orbitan cientos de bloques de hielo. Algunos se mueven como si una mano invisible hubiera alineado sus órbitas, como agujas de brújula. Hace diez años, esto llevó a los astrónomos a pensar que allí se esconde un planeta masivo, unas diez veces más pesado que la Tierra.

La luz de una estrella lejana nunca es uniforme. Tiembla como el aire sobre el asfalto caliente. Cuando los astrónomos apuntaron el James Webb hacia la estrella TOI 700, vieron ese temblor con especial claridad: cada 16 minutos, el brillo cambiaba en una fracción diminuta: solo 46 millonésimas.Para comparar: si colocaras una bombilla a un kilómetro de…

Cuando un planeta pasa frente a su estrella, la luz atraviesa su atmósfera y absorbe el sabor de los gases. Cada gas deja en la luz su huella de color — un trazo amargo o dulce. Los científicos intentan leer esta receta: qué sustancias y en qué proporciones se mezclan en el aire de un mundo extraño.

El cielo nocturno en una imagen de telescopio se parece a una fotografía tomada a través de un vidrio empañado: las estrellas brillantes se ven, pero todo lo débil se hunde en una neblina turbia. Esa neblina es el ruido: interferencias aleatorias de la electrónica, el calor y la propia atmósfera.

Durante seis años seguidos, el telescopio HARPS-N en la isla de La Palma observó al Sol como si fuera una estrella extraña: tomó espectros, vigiló el brillo y registró cada temblor de las líneas. Todo esto es necesario para entender cómo distinguir el débil bamboleo de una estrella de la verdadera señal de un planeta.

Las partículas cósmicas con energías millones de veces superiores a las que pueden alcanzar los aceleradores terrestres chocan contra la atmósfera y producen una lluvia de partículas secundarias. Esa lluvia emite ondas de radio que captan antenas en el suelo.