Despega Cheops, la misión de exoplanetas de la ESA.

El Satélite de Caracterización de Exoplanetas de la ESA, Cheops, despegó del puerto espacial de Europa en Kourou, Guayana Francesa. El lanzador Soyuz-Fregat también transportó el satélite Cosmo-SkyMed de segunda generación de la Agencia Espacial Italiana, y tres CubeSats, incluido el OPS-SAT de la ESA, en el espacio hoy. Cheops es la primera misión de la ESA dedicada al estudio de planetas extrasolares o exoplanetas. Observará estrellas brillantes que ya son conocidas por albergar planetas, midiendo cambios de brillo minúsculos debido al tránsito del planeta a través del disco de la estrella. Ver video.
Créditos: ESA / Corvaja.

La misión Cheops de la ESA despegó en un lanzador Soyuz-Fregat desde el puerto espacial de Europa en Kourou, Guayana Francesa, a las 09:54:20 CET del 18 de diciembre en su emocionante misión para caracterizar planetas que orbitan estrellas que no sean el Sol.

Las señales de la nave espacial, recibidas en el centro de control de la misión con sede en el INTA en Torrejón de Ardoz, cerca de Madrid, España, a través de la estación de seguimiento terrestre Troll a las 12:43 CET confirmaron que el lanzamiento fue exitoso.

Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) el Satélite de Caracterización de Exoplanetas, es una asociación entre la ESA y Suiza, con una importante contribución de otros 10 Estados miembros de la ESA. La primera misión de la ESA dedicada a los planetas extrasolares, o exoplanetas, investigará los planetas conocidos más allá de nuestro Sistema Solar y proporcionará información clave sobre la naturaleza de estos mundos distantes y extraños.

Los científicos habían especulado durante mucho tiempo sobre la existencia de exoplanetas hasta el descubrimiento de 51 Pegasi b, el primer planeta encontrado alrededor de una estrella similar al Sol, que se anunció en 1995. Los descubridores, Didier Queloz y Michel Mayor, compartieron el Premio Nobel de Física 2019 por su descubrimiento innovador, que marcó el comienzo de una nueva era de investigación y convirtió la investigación de exoplanetas en una de las áreas de la Astronomía de más rápido crecimiento.

Durante el último cuarto de siglo, los astrónomos que usan telescopios en la Tierra y en el espacio han descubierto más de 4000 exoplanetas alrededor de estrellas cercanas y lejanas, la mayoría de las cuales no tienen contrapartes en nuestro Sistema Solar. Este surtido muy diverso se extiende desde mundos gaseosos más grandes que Júpiter hasta planetas rocosos más pequeños cubiertos de lava, con el tipo de exoplaneta más abundante que se encuentra en el rango de tamaño entre la Tierra y Neptuno.

La ESA lanzó la primera de una serie de tres misiones de exoplanetas diseñadas para abordar diferentes aspectos del campo en evolución de la ciencia de los exoplanetas. 
Cheops, el Satélite de Caracterízación del Exoplanetas, realizará mediciones precisas de planetas que se sabe que orbitan alrededor de estrellas brillantes cercanas. Se centrará particularmente en estrellas con planetas del tamaño entre el de la Tierra y Neptuno. 
Al determinar el tamaño del planeta y combinarlo con medidas conocidas de las masas de los planetas, Cheops permitirá estimar la densidad del planeta y, por lo tanto, permitirá un primer paso para caracterizar la naturaleza de estos planetas, desde mundos de lava hasta planetas rocosos como la Tierra, planetas gaseosos o incluso mundos oceánicos.
Crédito: ESA.

«Cheops llevará la ciencia de los exoplanetas a un nivel completamente nuevo», dice Günther Hasinger, Director de Ciencia de la ESA.

“Después del descubrimiento de miles de planetas, la búsqueda ahora puede pasar a la caracterización, investigar las propiedades físicas y químicas de muchos exoplanetas y realmente saber de qué están hechos y cómo se formaron. Cheops también allanará el camino para nuestras futuras misiones de exoplanetas, desde el telescopio internacional James Webb hasta los satélites Platón y Ariel de la ESA, manteniendo la ciencia europea a la vanguardia de la investigación de exoplanetas «.

Cheops no se centrará en la búsqueda de nuevos planetas. En cambio, hará un seguimiento de cientos de planetas conocidos que se han descubierto a través de otros métodos. La misión observará estos planetas exactamente mientras transitan frente a su estrella madre y bloquean una fracción de su luz, para medir su tamaño con una precisión y exactitud sin precedentes.

Cheops utiliza la técnica de ‘fotometría de tránsito de ultra alta precisión’ para medir con gran precisión el tamaño de los exoplanetas. 
La magnitud de la disminución en la luz debido al tránsito de exoplanetas se conoce como la ‘profundidad’ del tránsito, y se relaciona directamente con el tamaño del planeta en relación con la estrella: un planeta grande bloqueará una fracción más grande de la luz de la estrella de lo quebloquearía una pequeña. La exquisita precisión de Cheops, junto con la estabilidad con la que el telescopio podrá medir la profundidad de los tránsitos, permitirá a los astrónomos determinar los tamaños de los planetas con precisión.
Crédito: ESA.

Las medidas de Keops de los tamaños de exoplanetas se combinarán con la información existente sobre sus masas para derivar la densidad del planeta. Esta es una cantidad clave para estudiar la estructura interna y la composición de los planetas y determinar si son gaseosos como Júpiter o rocosos como la Tierra, si están envueltos en una atmósfera o cubiertos por océanos.

«Estamos muy emocionados de ver el satélite despegar hacia el espacio», dice Kate Isaak, científica del proyecto Cheops de la ESA.

«Hay tantos exoplanetas interesantes y seguiremos varios cientos de ellos, centrándonos en particular en los planetas más pequeños en el rango de tamaño entre la Tierra y Neptuno». Parecen ser los planetas que se encuentran comúnmente en nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero no sabemos mucho sobre ellos. Cheops nos ayudará a revelar los misterios de estos mundos fascinantes y nos acercará un paso más a responder una de las preguntas más profundas que los humanos reflexionamos: ¿estamos solos en el Universo?

Para algunos planetas, Cheops podrá revelar detalles sobre su atmósfera, incluida la presencia de nubes y posiblemente incluso indicios de la composición de las nubes. La misión también tiene la capacidad de descubrir planetas previamente desconocidos midiendo pequeñas variaciones en el tiempo del tránsito de un planeta conocido, y también se puede utilizar para buscar lunas o anillos alrededor de algunos planetas.  

Cheops es la primera misión de clase ‘Pequeña’ implementada en el programa «Cosmic Vision 2015–25», el ciclo de planificación actual para las misiones de ciencia espacial de la ESA y la primera misión en el programa en general que se lanzará. Como una misión de clase pequeña con un tiempo relativamente corto, solo cinco años, desde el inicio del proyecto hasta su lanzamiento, conllevó varios desafíos, por lo que fue necesario utilizar tecnologías que ya se han probado en el espacio, y manejar varios aspectos del diseño del satélite.

Cheops orbitará la Tierra a una altitud de 700 km en una órbita sincrónica al Sol, viajando en el terminador día-noche; tal configuración también se llama órbita del amanecer / anochecer. Esta órbita le permite a Cheops apuntar su instrumento siempre hacia el lado nocturno de la Tierra, para limitar el impacto en las mediciones, de la luz solar y la luz parásita reflejada desde la Tierra.
Crédito: ESA/ATG medialab.

«Tanto el instrumento Cheops como la nave espacial están construidos para ser extremadamente estables, a fin de medir las variaciones increíblemente pequeñas en la luz de las estrellas distantes mientras sus planetas transitan frente a ellas», dice Nicola Rando, gerente del proyecto Cheops de la ESA.

“Para un planeta como la Tierra, esto es el equivalente de mirar al Sol desde una estrella distante y medir su luz tenue en una pequeña fracción de un porcentaje.

«Ahora estamos esperando la primera parte de las actividades operacionales, asegurándonos de que el satélite y el instrumento funcionen como se espera, listos para que los científicos realicen su ciencia de clase mundial».

Cheops compartió el viaje al espacio con el satélite Cosmo-SkyMed de segunda generación de la agencia espacial italiana ASI, que se separó 23 minutos después del despegue.

Representación artística de Cheops, con un sistema de exoplanetas en el fondo. En realidad, Cheops estará situado orbitando la Tierra y estudiará los sistemas de exoplanetas desde lejos, haciendo mediciones precisas del tamaño del planeta a medida que se mueve frente a su estrella anfitriona.
Crédito: ESA/ATG medialab.

Más información sobre Cheops
Cheops es una misión de la ESA implementada en colaboración con Suiza, con importantes contribuciones de Austria, Bélgica, Francia, Alemania, Hungría, Italia, Portugal, España, Suecia y el Reino Unido.

La ESA es el arquitecto de la misión Cheops, responsable de la adquisición y prueba del satélite, el lanzamiento, la fase de lanzamiento y operaciones tempranas, la puesta en servicio en órbita, así como el Programa de Observadores Invitados. El contratista principal para el diseño y construcción de la nave espacial es Airbus Defence and Space en España. El consorcio de 11 Estados miembros de la ESA dirigido por Suiza proporcionó elementos esenciales de la misión.

Cheops es una misión pequeña, o clase S, en el programa de ciencias de la ESA. Las misiones de clase S tienen un presupuesto mucho más pequeño que las misiones de clase grande y media, y un tiempo mucho más corto desde el inicio del proyecto hasta su lanzamiento. Estas condiciones han hecho necesario el uso de tecnologías que ya han sido probadas en el espacio, y el Consorcio llevará a cabo una serie de tareas tradicionalmente emprendidas por la ESA, como las operaciones. El consorcio de misiones de Cheops dirige el Centro de Operaciones de Misión ubicado en el INTA, en Torrejón de Ardoz, España, y el Centro de Operaciones Científicas, ubicado en la Universidad de Ginebra, Suiza.

El ochenta por ciento del tiempo de observación científica en Cheops se dedicará al programa de Observación del tiempo garantizado, definido por el equipo científico de Cheops. El 20% restante se pone a disposición de la comunidad astronómica en forma de un programa de observadores invitados de la ESA, con propuestas seleccionadas a través de un proceso competitivo de selección de revisión por pares.

También está disponible un kit de medios sobre el lanzamiento de Cheops y la ciencia de la misión.

Más información sobre el lanzador
El vehículo de lanzamiento Soyuz operado por Arianespace en el puerto espacial de Europa es la versión Soyuz-2. Es un lanzador de clase media capaz de transportar hasta tres toneladas a la órbita de transferencia geoestacionaria.

Su rendimiento complementa perfectamente el de los vehículos de lanzamiento europeos Ariane 5 y Vega.

Fuente: ESA.

Artículo original: «Liftoff for Cheops, ESA’s exoplanet mission«. Dic. 18, 2019.

Material relacionado:

Al final del artículo original, el apartado «Related Links», contiene una información completa sobre la Misión.

El sitio de la Misión en el «Center for Space and Habitability Physics, de la Universidad de Berna, Suiza es:

Una explicación detallada de CHEOPS se encuentra en:

El siguiente artículo que publicaramos el años pasado, cuando Cheops estaba aún en ensamblado, que contiene una cronología de las misiones espaciales, que incluyen no solo misiones dedicadas a exoplanetas, sino también misiones sensibles a exoplanetas, pasadas, presentes y futuras; el apartado «Material relacionado» contiene recursos sobre el tema.

La conferencia sobre CHEOPs y los Exoplanetas ofrecida por un panel de especialistas europeos durante el EPSC- DPS 2019 celebrado en Ginebra:

  • Mission Cheops. EPSC-DPS 2019, Monday Press Conference / Europlanet. Sep. 16, 2019.

Sobre Soyuz-Arianespace:

Video de la transmisión en directo del lanzamiento:

Curiosidades:

Sobre la abundancia de exoplanetas del tipo Sub Neptunos.

Una posible explicación viene dada en el siguiente artículo de Astrobites, escrito por la Dra. Stephanie Hamilton, cuya introducción transcribimos a continuación:

«En las pocas décadas transcurridas desde el descubrimiento del primer exoplaneta en 1992 , nos hemos dado cuenta de que nuestro propio Sistema Solar es simplemente extraño. No tenemos planetas gigantes de gas del tipo Júpiter calientes zumbando alrededor de nuestra estrella en cuestión de días, ni tenemos planetas del tipo sub-Neptunos , el tipo de planeta más común en la galaxia. Críticamente, nuestra falta de sub-Neptunos dificulta severamente nuestra comprensión de la transición entre los planetas similares a la Tierra y los de Neptuno. 

Figura 1. La distribución de los radios de los exoplanetas. 
Las dos bandas grises representan dos estudios diferentes. 
El «acantilado» de radios se denota cerca de 3 R con la línea discontinua. 
Crédito: Edwin S. Kite, et al.

El Telescopio Espacial Kepler funcionó a partir del año 2019 y descubrió más de 2600 exoplanetas, de los cuales casi 1000 fueron clasificados como sub Neptunos. Pero los planetas similares a Neptuno son considerablemente más raros, a pesar de ser solo un poco más grandes. Este «acantilado en los radios» de los exoplanetas (Fig. 1) separa las sub Neptunos (radios <3 R , donde R es el radio de la Tierra) de los Neptunos (radios> 3 R ). ¿Qué podría causar una caída tan pronunciada? Los autores de hoy exploran esta pregunta».

Why are there so many sub-Neptune exoplanets? by Stephanie Hamilton. Astrobites, Dec 17, 2019.

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