Interferometría

para la detección de Exo-Planetas

Fecha: 30 de Septiembre de 2021

La Dra. Marija se incorporó al CIO en 1994 como beneficiaria del programa de Cátedras Patrimoniales Nivel II del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), distinción que obtuvo durante dos años consecutivos. En la actualidad su nombramiento dentro del CIO es de: Investigadora Titular “E” y es reconocida por el Conacyt con el nivel de “Emérita” del SNI.

Durante su trayectoria en el CIO, la Dra. Marija ha recibido múltiples reconocimientos, tanto nacionales como internacionales: Es miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), ha recibido el premio de la Academia Mexicana de Óptica (AMO), la Sociedad Internacional de Óptica (OSA) la honró con el estatus de fellow, al igual que la Sociedad de Honor Científica Sigma Xi y la Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica (SPIE), fue galardonada con el premio George W. Goddard por su método de navegación espacial autónoma, que hoy en día se utiliza en los sistemas de posicionamiento terrestres, marítimos y espaciales. Además, recientemente ha sido entrevistada por la prestigiosa revista National Geographic.

La doctora Strojnik participa en múltiples comités de las organizaciones científicas: la SPIE y la OSA, donde aporta su experiencia y conocimientos. Funge como editor diputado de la revista Optics Express y edita ediciones especiales sobre infrarrojo en revistas con revisión rigurosa y alto factor de impacto. Ella organiza congresos internacionales sobre infrarrojo en los EE. UU. y en Europa. Participa en la educación de los jóvenes a nivel mundial como Visiting Lecturer de la SPIE y de la OSA.

La Dra. Strojnik fundó el primer laboratorio de infrarrojo (IR) en México, comenzando prácticamente sin ningún equipo. Mediante diferentes proyectos, ha equipado el laboratorio con un mayor número de instrumentos y componentes, tanto ópticos, como electrónicos y optoelectrónicos. El proyecto más grande que ha gestionado la Dra. Strojnik se encuentra actualmente en proceso, consiste en el desarrollo de un instrumento para la detección de planetas fuera de nuestro sistema solar.

Figura1. Interferómetro de desplazamiento rotacional detectando un planeta. La presencia de un planeta se detecta con la detección de franjas y se confirma con un aumento de densidad de franjas

Figura2. La humanidad está preparándose para establecer una colonia en la Luna antes del final de esta década. Allá se podría construir un observatorio de planetas, para disminuir los efectos indeseados de la iluminación en la Tierra

Este proyecto tiene el potencial de ser aplicado para la detección de objetos en las cercanías de un satélite, lo que es crítico para la protección y funcionamiento de las redes de comunicación a nivel mundial. Así que este proyecto servirá para proteger el internet, las redes de suministro eléctrico y el comercio internacional. Muchos futuristas consideran que en la actualidad la destrucción de las redes de satélites representaría el fin de la civilización como la conocemos.

En colaboración con investigadores del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI) de la Universidad de Guadalajara, ha desarrollado la teoría y la experimentación necesaria para demostrar que un interferómetro de desplazamiento rotacional pueda detectar un frente de onda con una amplitud disminuida, cuando este incide de forma oblicua respecto del eje óptico en presencia de una fuente mucho más intensa pero uniforme. Este concepto se muestra en la Fig. 1. La propuesta conceptual consiste en construir un observatorio de planetas extrasolares en la parte lejana de la Luna (la mayoría del tiempo no caen los rayos del sol), como se muestra en la Fig. 2.

En el laboratorio, se han realizado múltiples experimentos en los que se demuestra que el interferómetro de desplazamiento rotacional se comporta de acuerdo con las predicciones teóricas. La Fig. 3 muestra interferogramas obtenidos mediante la configuración experimental de la Fig. 1, cuando el ángulo de rotación del prisma Dove aumenta de 0 a 20 grados. En esta figura se presentan tres casos: el primero con solamente el láser, que simula la estrella, encendido, el segundo con solamente el láser, que simula el planeta, encendido, y el tercero con ambos láseres encendidos.

Figura3. Interferogramas del sistema solar simulado obtenidos mediante el interferómetro de desplazamiento rotacional donde el ángulo de desplazamiento aumenta en cuatro incrementos igual es en un rango de 0 a 20 grados. La primera fila muestra los interferogramas obtenidos usando una fuente láser en el ejeóptico, que representa a la estrella. La segunda fila presenta los interferogramas resultantes al emplear una fuente láser tenue ligeramente fuera del eje, que representa la radiación del planeta. En esta fila se observa una disminución en el número de franjas y un aumento en la pendiente de las franjas conforme aumenta el ángulo de desplazamiento rotacional. La tercera fila presenta los interferogramas cuando se enciende tanto la fuente en el eje como la fuente fuera del eje. Estos interferogramas son muy similares a los obtenidos en ausencia de la estrella (segunda fila), excepto que la incidencia de la estrella inunda el fondo del interferograma. La observación de franjas que cambian con el ángulo de desplazamiento confirma la presencia del planeta

Las franjas disminuyen en densidad y aumentan en su ángulo de inclinación cuando se incrementa el ángulo del prisma Dove. Estas son las características de un frente de onda inclinada detectado con el interferómetro de desplazamiento rotacional. Por lo tanto, es posible afirmar que nuestros datos experimentales confirman que una fuente tenue ubicada fuera del eje y al lado de una fuente brillante se puede detectar con el interferómetro de desplazamiento rotacional.