Un modelo físico ayuda a revelar exoplanetas ocultos por el brillo de sus estrellas

Observar directamente un planeta que gira alrededor de otra estrella se parece a intentar distinguir una luciérnaga junto a un reflector. La luz del planeta es muy débil frente al resplandor de su estrella, y pequeñas imperfecciones del telescopio dejan rastros que pueden confundirse con una señal real. Un equipo de astronomía y computación presentó ahora un método para separar mejor ambas luces en datos del telescopio espacial James Webb.

La técnica, llamada FLIP, no se limita a comparar la imagen de una estrella con imágenes de referencia. Construye un modelo físico y digital de la cámara infrarroja NIRCam y ajusta millones de parámetros para reproducir cómo el instrumento, con sus pequeñas variaciones, produjo el brillo que llega al detector. Una vez estimado ese resplandor, el procedimiento lo resta de la observación y deja más visible la luz que no pertenece a la estrella.

Los autores probaron el método con observaciones reales del coronógrafo de NIRCam. Ese dispositivo bloquea parte de la luz central de la estrella, pero no elimina por completo sus restos. Según el estudio, la nueva estrategia alcanzó una sensibilidad entre dos y quince veces mayor que las técnicas estándar en los casos analizados.

Una demostración especialmente clara apareció en el sistema 51 Eridani. El procesamiento habitual no había recuperado la señal de 51 Eridani b en una de las observaciones del Webb. Con el modelo físico-computacional, el equipo detectó el planeta en la posición esperada y a una longitud de onda de 4,3 micrómetros. No se trata del descubrimiento de un mundo nuevo: es la recuperación de una señal que ya estaba en los datos, pero permanecía tapada por el brillo residual de su estrella.

El resultado muestra que la capacidad de un observatorio no depende solo de sus espejos y detectores. También depende de cuánto se comprenda el instrumento al interpretar sus mediciones. Al describir de manera más fiel las pequeñas inestabilidades del telescopio, el algoritmo puede aprovechar información que de otro modo se perdería.

La prueba se hizo con planetas gigantes relativamente favorables para la imagen directa y con un conjunto concreto de observaciones del Webb. Aún falta evaluar el desempeño del método en más estrellas, configuraciones y telescopios. Por eso no permite todavía fotografiar planetas semejantes a la Tierra ni buscar vida fuera del Sistema Solar. Pero podría ser una herramienta útil para extraer señales más tenues de archivos ya existentes y para planificar observatorios futuros que intenten estudiar mundos más pequeños.