Diana Dragomir și Revelația Astrofizicii: Descoperirea unei Exoplanete printr-o Metodă Inedită cu Telescopul TESS
Diana Dragomir, o cercetătoare româncă stabilită în Statele Unite, a coordonat un studiu revoluționar în domeniul astrofizicii, prin care a fost identificată o exoplanetă îndepărtată folosind telescopul spațial TESS într-un mod neprevăzut de proiectanții instrumentului. Această realizare a fost recunoscută oficial de Agenția Spațială Americană (NASA) și marchează o premieră tehnologică și științifică, deschizând noi perspective în explorarea cosmosului.
Într-un interviu acordat cotidianului Libertatea, Dragomir a detaliat modul în care a fost posibilă această descoperire, provocările întâmpinate în analiza datelor și semnificația performanței pentru studiul exoplanetelor. Experta de origine română este profesor de astrofizică la Universitatea New Mexico din SUA și și-a început drumul științific încă din copilăria petrecută în România, pe care a părăsit-o la 11 ani.
Descoperirea surprinzătoare ascunsă în datele telescopului TESS
Telescopul TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), lansat de NASA cu scopul explicit de a detecta planete prin metoda tranzitului — adică prin observarea scăderii luminozității unei stele când o planetă trece prin fața sa — a fost folosit într-o manieră nouă de echipa coordonată de Diana Dragomir. Metoda tranzitului este potrivită în mod special pentru identificarea planetelor care orbitează foarte aproape de steaua lor-mamă.
“Am descoperit o nouă exoplanetă cu telescopul TESS folosind o metodă pe care acest telescop nu a fost conceput să o folosească. Când am văzut acest lucru, mi-am dat seama că ar putea exista mult mai multe exoplanete care se ascund în datele TESS, pe care le-am putea găsi aplicând această metodă”, a explicat Dragomir.
Inițiativa a venit ca urmare a unei idei curajoase formulate de Mallory Harris, fostă studentă doctorandă a Dianei Dragomir și acum cercetător postdoctorat. Harris a studiat microlentila gravitațională în timpul unui stagiu la prestigioasa instituție Caltech și a propus verificarea dacă această metodă ar fi aplicabilă pe datele colectate de TESS.
“Ea folosea deja datele TESS pentru a căuta planete în tranzit, așa că s-a gândit că poate ar putea fi detectate și planete prin «microlensing». Am căutat evenimente văzute și de telescopul Gaia și am găsit unul pe care TESS îl observase în același timp. Gaia nu a văzut semnalul planetei, dar TESS da”, a detaliat ea în interviu.
Microlentila gravitațională: un nou instrument în detectarea exoplanetelor
Metoda folosită pentru descoperire face apel la fenomenul de microlentilă gravitațională, un efect pe care teoria relativității generale îl prezice și care permite identificarea obiectelor cosmice care nu emit lumină detectabilă direct. În acest caz, gravitația unui sistem planetar acționează ca o lentilă asupra luminii provenite de la o stea mult mai îndepărtată, amplificând-o temporar.
Diana Dragomir a explicat principiul acestui fenomen: “Permite astronomilor să detecteze stele și planete de la care nu putem vedea nici o lumină în mod real, deoarece sunt prea îndepărtate. Gravitația lor poate curba lumina de la o stea mai îndepărtată, dar foarte strălucitoare. Pentru ca acest lucru să se întâmple, avem nevoie ca Pământul, sistemul planetar și steaua îndepărtată să formeze o linie dreaptă.”
Procesul funcționează ca o lupă cosmică temporară: “Gravitația sistemului planetar mărește lumina de la steaua îndepărtată, iar când această aliniere se rupe, strălucirea revine la normal. Comparația între aceste stări ne ajută să obținem informații detaliate despre sistemul planetar.”
Această tehnică se distinge de metoda tradițională a tranzitului prin faptul că detectează mai bine planetele aflate pe orbite largi, departe de steaua lor, în special uriașii gazoși, spre deosebire de planetele care orbitează aproape de stea, pentru care metoda tranzitului este mai eficientă.
O exoplanetă amplasată într-o regiune neexplorată a Căii Lactee
Caracteristicile externe ale planetei descoperite seamănă cu exoplanetele identificate anterior prin microlentila gravitațională, însă poziția sa în galaxie reprezintă o noutate care poate contribui la studii aprofundate despre diversitatea sistemelor planetare.
“Majoritatea exoplanetelor descoperite anterior folosind această metodă se află în Planul Galactic, între noi și centrul galaxiei, adesea destul de aproape de centru. Noul sistem este situat tot în Planul Galactic, însă într-o regiune diferită. Acest lucru ar putea fi începutul unor studii privind modul în care sistemele planetare pot varia în funcție de locația lor în Planul Galactic”, a subliniat Dragomir.
Provocările tehnice ale analizei datelor de la TESS
Obstacolul cel mai dificil întâmpinat în confirmarea descoperirii a venit din metodele de captare a imaginilor ale telescopului TESS. Cu o rezoluție scăzută, fiecare pixel acoperă o zonă mare, iar lumina mai multor stele se combină într-un singur pixel, ceea ce îngreunează izolarea semnalului emis de steaua țintă și observarea exoplanetei.
“O provocare majoră este că rezoluția TESS este foarte slabă. Fiecare pixel este foarte mare, iar lumina mai multor stele se poate amesteca într-un singur pixel. Acest lucru a făcut dificilă separarea luminii stelei îndepărtate din fundal de posibila lumină a stelei în jurul căreia orbitează planeta și de lumina altor stele din apropiere. Asta face dificilă determinarea cu precizie a proprietăților sistemului planetar”, a descris coordonatoarea echipei procesul complicat.
Soluția a venit din combinarea datelor furnizate de mai multe observatoare spațiale: “Am depășit acest obstacol combinând datele de la Gaia și alte date de arhivă, ceea ce ne-a ajutat să înțelegem mai bine ce alte stele se aflau în apropiere și să ținem cont de ele în analiza noastră”.
Etapele următoare în cercetarea exoplanetelor
Datorită caracterului temporar al alinierii gravitaționale, oportunitatea de a colecta date suplimentare asupra sistemului planetar descris s-a încheiat. Totuși, grupul de cercetare plănuiește pași viitori care pot extinde înțelegerea acestui sistem.
“Din păcate, acest sistem este prea îndepărtat pentru studii ale atmosferei planetei. Deoarece alinierea s-a încheiat, nu putem obține date suplimentare despre acest sistem și nici nu putem căuta planete suplimentare. Totuși, am putea folosi telescopul James Webb pentru a observa direct steaua care găzduiește această planetă și a-i determina măsura mai precisă, ceea ce ar permite o determinare actualizată a masei planetei”, a spus Dragomir.
La scară globală, metoda promite o creștere impresionantă a volumului de date pentru exoplanete, mai ales odată cu lansarea programată a Telescopului Spațial Nancy Grace Roman, care va observa centrul galactic și se așteaptă să descopere mii de noi exoplanete cu ajutorul microlentilei gravitaționale.
“Această metodă a fost folosită anterior pentru descoperirea exoplanetelor, însă nu cu TESS. În viitor, Telescopul Roman va deschide o nouă eră în studiul planetelor la distanțe mari, permițând analiza statistică detaliată a frecvenței și proprietăților lor”, a adăugat cercetătoarea.
Reacțiile comunității științifice au fost pozitive și entuziaste. “Cred că comunitatea este încântată să vadă dacă mai pot fi găsite și alte sisteme în datele TESS folosind metoda microlentilei!”, a concluzionat Diana Dragomir.
Parcursul personal al Dianei Dragomir, de la România la excelența în astrofizică
Diana Dragomir a părăsit România la vârsta de 11 ani și și-a continuat studiile universitare în Canada, pentru a se perfecționa ulterior în Statele Unite. Ambiția și curiozitatea au ghidat-o spre astrofizică, iar alegerea de a lucra în domeniul exoplanetelor a venit din dorința de a cultiva o pasiune ce îmbină mai multe științe.
“Nu cred că știam că vreau să devin astronom, dar am fost cu siguranță curioasă în privința științei încă de la început. Mai târziu, în liceu, am început să mă îndrept spre astronomie”, a declarat ea.
Dragomir a explicat și de ce s-a orientat în mod special către studiul exoplanetelor: “Am descoperit știința exoplanetelor și am gravitat către acest domeniu pentru că am văzut o oportunitate de a învăța și folosi astronomia, chimia, matematica, geologia și biologia. Iubesc toate științele, iar acest domeniu părea ideal.”
Mesajul ei pentru tinerii români interesați de fizică și astronomie este inspirațional și pragmatic: “Dacă ești interesat de fizică sau astronomie, urmează-ți visul! Va trebui să muncești din greu și să fii în școală timp de un deceniu sau mai mult, dar merită dacă acesta este pasiunea ta. Nu merită dacă nu te distrezi sau nu găsești cercetarea interesantă. Mediul academic e competitiv, deci alege un subiect de care ești pasionat, ca să îți placă studiile și pregătirea în STEM, indiferent unde te va duce viața.”
