10 de diciembre de 2008

Astrónomos usan cámara ultrasensible para medir el tamaño de un exoplaneta

Imagen: John Johnson

Un equipo de astrónomos liderado por John Johnson, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai (IfA), ha utilizado una nueva técnica para medir el tamaño preciso de un planeta girando alrededor de una estrella distante. El equipo usó una cámara tan sensible que puede detectar el paso de una polilla frente a una ventana iluminada a una distancia de 1.600 kilómetros.

La cámara, montada en el telescopio de 2,2 metros de la Universidad de Hawai, en Mauna Kea, midió la pequeña disminución de brillo que ocurre cuando un planeta pasa frente a su estrella en la línea visual desde la Tierra. Estos "tránsitos planetarios" permiten a los investigadores medir los diámetros de los mundos fuera del Sistema Solar.

"A pesar que conocemos más de 330 planetas orbitando otras estrellas en la galaxia de la Vía Láctea, sólo podemos medir el tamaño físico de unos pocos de ellos que se alinean de modo tal que se producen tránsitos", explica Johnson. El equipo estudió un planeta llamado WASP-10b, el cual se pensaba que tuviese un diámetro inusualmente grande. Ellos fueron capaces de medir su diámetro con mucha mayor precisión que antes, llegando a encontrar que éste es uno de los planetas más densos conocidos, en lugar de ser el más hinchado. El planeta orbita a la estrella WASP-10, la cual se encuentra a unos 300 años luz de la Tierra.

El astrónomo del IfA, John Tonry, diseñó la cámara, conocida como OPTIC (Orthogonal Parallel Transfer Imaging Camera, del inglés para cámara de imágenes de transferencia ortogonal paralela), y fue construida en el IfA. Ella utiliza un nuevo tipo de detector, un conjunto de transferencia ortogonal, del mismo tipo utilizado en la cámara de 1,4 Gigapíxeles Pan-STARRS, la mayor cámara digital del mundo. Estos detectores son similares a los chips CCD (charge-coupled devices, dispositivos de carga acoplada) comúnmente usados en las cámaras digitales científicas y de consumo general, pero son más estables y pueden colectar más luz, lo cual conduce a una mayor precisión.

"El diseño del nuevo detector va a cambiar realmente la forma en que estudiamos los planetas. Es la herramienta definitiva para los tránsitos planetarios", dice el miembro del equipo Joshua Winn, del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT). La precisión de la cámara es tan alta que detecta tránsitos de planetas mucho más pequeños que lo que era posible anteriormente. Mide la luz con una precisión de hasta uno en dos mil. Por primera vez, los científicos se están aproximando a la precisión necesaria para medir tránsitos de planetas del tamaño de la Tierra.

Los planetas más grandes bloquean una porción mayor de la superficie de la estrella y causan caídas más profundas en su brillo. El diámetro de WASP-10b es sólo un 6 por ciento mayor que el de Júpiter, sin embargo WASP-10b es tres veces más masivo. En correspondencia, su densidad es cerca de tres veces mayor que la de Júpiter. Debido a que sus interiores se tornan parcialmente degenerados, los planetas jovianos tienen un radio casi constante contra un amplio rango de masas.

La precisión fotométrica es tres a cuatro veces más alta que la de una cámara CCD típica y dos veces mayor que la mejor cámara CCD, y comparable a los más recientes resultados del telescopio espacial Hubble para estrellas del mismo brillo.

Johnson es un becario posdoctoral en astronomía y astrofísica de la Fundación Nacional para la Ciencia trabajando en el IfA. Trabajando con Johnson y Winn están el estudiante graduado del MIT Joshua Carter y Nicole Cabrera, estudiante del Instituto de Tecnología de Georgia quien ocupó el verano trabajando con Johnson como participante en el programa de experiencias de investigación para estudiantes de grado del IfA.

El artículo científico presentando este descubrimiento será publicado en el Astrophysical Journal Letters.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.ifa.hawaii.edu/