I: PRIMERA PARTE, TEMAS >>:
1. A modo de prólogo
2. Introducción
3. Discos protoplanetarios
4. ¿Para qué buscamos?
II: SEGUNDA PARTE, TEMAS >>:
1b: El planeta más viejo
2b: El planeta más joven
3b: Planetas alrededor de un púlsar
4b: Planetas alrededor de estrellas de la secuencia principal
III: TERCERA PARTE, TEMAS >>:
1c: Otros sistemas planetarios
2c: Planetas descubiertos por el Telescopio Espacial Spitzer
3c: No tan distintos
4c: Otra vez el Hubble
5c: Planetas para el VLT, los Observatorios Europeos del Sur se suman a la "legión planetarista"
Otros sistemas planetarios
Algo alrededor de CM Draconis:
Edward Guinan, George McCook y Steve Wright de la Universidad de Villanova han reportado la existencia de un posible planeta orbitando el sistema de binarias eclipsantes conocido como CM Draconis. El sistema se encuentra a 50 años luz.
En Junio del ´96 el equipo observó una caída de 0,08 magnitudes en la luminosidad del sistema que podría ser causada por un objeto cercano al 85 % del diámetro de Júpiter.
Las dos estrellas enanas clase M, de un quinto de la masa solar cada una, orbitan un centro de gravedad común una vez cada día terrestre. Si el planeta existe debería girar en una órbita alejada en torno a ambas estrellas lo que le llevaría varios meses (el año del planeta). Algo nuevo, un planeta orbitando un sistema binario.
HR 3522
En Abril de 1996, Geoff Marcy y Paul Butler anunciaron el descubrimiento de otro planeta extrasolar, el cuarto descubierto en esos seis últimos meses y el tercero detectado por este grupo. La estrella HR 3522 es el centro de la órbita de al menos un planeta de tres cuartos de la masa de Júpiter.
El planeta que órbita a HR 3522 se parece mucho al descubierto alrededor de 51 Pegasi. Dista de su estrella madre 16 millones y medio de kilómetros (esto es aproximadamente una décima de la distancia Tierra - Sol). Tiene un periodo de revolución en torno a la estrella de 14,76 días, es decir el año del planeta.
La estrella HR 3522, tiene un 90 % de la masa del Sol y comparada con este es rica en metales pues tiene una fracción más elevada de átomos como carbono, oxígeno y hierro, elementos más pesados que el hidrógeno y helio dominantes en el Sol. HR3522, es casi el doble de vieja que nuestra estrella, tiene una edad de 6 a 8 mil millones de años comparada con la de 4.500 millones de años del Sol. Se encuentra a una distancia de 40 años luz de nosotros.
Imagen superior: Concepción artística del sistema que rodea a 55 Cancri. (Image credit: NASA/JPL).
Planetas descubiertos por el Telescopio Espacial Spitzer:
Ambos descubiertos durante 2005 con la cámara infrarroja de la nave Sptizer. Para observar la radiación infrarroja primero se observó la luz procedente de la estrella y el planeta, y, luego, la luz de la estrella cuando el planeta estaba tapado por el astro. Restando ambas observaciones es posible comprobar cuál es la radiación debida a la emisión del planeta. Esto es posible pues el plano por donde gira el planeta nos regala un “eclipse” en cada vuelta. Cuando está a uno de los costados de las estrella podemos ver los brillos de ambos objetos sumados, cuando la estrella se encuentra por delante del planeta desde nuestra observación solo llegará a nuestros equipos la luz de ella y cuando el planeta se encuentre entre la estrella y nosotros la luz de la primera se encontrará restringida por al absorción de ese cuerpo opaco.
HD 209458:
TrES-1:
Este último planeta fue descubierto el 25 de agosto de 2004. Un equipo de astrónomos profesionales, anunció el descubrimiento de TrES-1, un planeta extra-solar que gira en torno a una estrella caliente. Justo ocho días después, un astrónomo aficionado de Landen, Bélgica, detectó el tránsito del mismo planeta, tal como había sido previsto en las efemérides realizadas por los descubridores.
El aficionado utilizó un pequeño telescopio desde su observatorio personal, perteneciente a la red de aficionados CBA (Centro para Astrofísica desde el Fondo de Casa).
No tan distintos:
Alguna vez conversando con Néstor Camino, un astrónomo argentino con una enorme capacidad para la divulgación, le preguntaba como serían los sistemas extrapolares, si realmente tendrían la misma estructura que el nuestro y de ser así, si tenían también una nube de cometas que rodearan la estrella o cinturones de asteroides como los que pueblan el Sistema Solar. Todo era hipótesis y las respuestas no podían pasar más que del terreno de los pareceres. Recuerdo que le pregunte: “si alguna estrella tiene una nube de Öort, ¿por qué es que no la vemos?”. También recuerdo que supe la respuesta (y me arrepentí de una pregunta tan obvia) antes que me la dijera. La masa de una de estas no llega a escala planetaria, sería imposible detectarla hasta el momento que tuviéramos la tecnología para detectar planetas. El momento llegó.
El telescopio espacial Spitzer, de la NASA, ha descubierto un enorme cinturón de asteroides en torno a una estrella que no es el Sol, que contiene 25 veces más materia, que su “su hermanito” del Sistema Solar. Si nuestro cinturón de asteroides compartiese sus características iluminaría de tal forma las noches que impediría ver las estrellas que se encontraran cerca de su plano.
La estrella es HD69830 y se encuentra a 41 años luz de nosotros. Si se confirma este será el primer cinturón de asteroides que se ha observado en otra estrella de tipo solar. Otra posibilidad, sugerida por los científicos que realizan este trabajo con el telescopio Spitzer, es que se trate de un cometa del tamaño de Plutón que, habiendo orbitado a la estrella por muchos años, ha ido dejando una cola de partículas brillantes.
Otra vez el Hubble:
Muchos de los planetas que estamos repasando aquí son descubrimiento del Telescopio Espacial Hubble (HST), este telescopio ha hecho trabajos importantes en este campo y ha ayudado a confirmar hipótesis que se desarrollaban desde mucho antes que fuera lanzado. En cierto sentido el Hubble esta también “preparando el campo” para la nueva generación de telescopios que buscarán (y encontrarán seguramente) muchos más planetas extrapolares, más pequeños quizás de lo que se puede detectar ahora, más lejos y quizás en lugares hoy inimaginados.
Pero aquí tenemos que presentar otro exoplaneta de factura HST: HD 209458b. Este planeta es del tipo de gigantes calientes, muy cercanos a su estrella central y por ende tienen que soportar grandes temperaturas. Lo curioso del descubrimiento es que por primera vez se ha observado la atmósfera de un planeta extrasolar evaporándose en el espacio.
El planeta HD 209458 b orbita a sólo 7 millones de kilómetros de una estrella amarilla tipo solar en una órbita de 3,5 días. La observación del Hubble revela una gran atmósfera caliente y dispersa de hidrógeno atómico alrededor del planeta. Este inmenso envoltorio de hidrógeno se deforma de la misma manera que las colas de los cometas, orientándose hacia el lado nocturno del planeta (opuesto a la estrella). "Estábamos asombrados cuando descubrimos que la atmósfera de hidrógeno se extendía por 200.000 kilómetros en el espacio (unas dos terceras partes de la distancia entre la Tierra y la Luna)” dijo Vidal-Madjar, uno de los astrónomos del equipo.
Los astrónomos son del Instituto de Astrofísica de París y llegaron a la conclusión de que HD 209458 b expulsa por lo menos unas 10.000 toneladas de hidrógeno de su atmósfera por segundo.
Imagen superior: Concepción artística del planeta HD209458. ( Créditos Silvia Smith).
El nuevo descubrimiento podría explicar porqué este tipo de planetas también llamados “Júpiter calientes” orbitan generalmente a unos pocos millones de kilómetros de su estrella no encontrándoseles a menos de 5,5 millones de kilómetros de distancia. De hecho la menor distancia es de 5,7 millones de kilómetros. Los Júpiter calientes tienen órbitas de unos tres días, pero no menos. Tal vez la evaporación de la atmósfera juega un rol importante al establecer un límite interior para las órbitas de estos cuerpos.
HD 209458b tiene un diámetro de 1,3 veces el de Júpiter, y dos tercios de su masa. Su órbita es la octava parte de la de Mercurio alrededor del Sol. La estrella en torno a la que orbita es similar a nuestro Sol y está a 150 años luz de la Tierra. Es visible con binoculares como una estrella de séptima magnitud en la constelación de Pegaso.
Planetas para el VLT, los Observatorios Europeos del Sur se suman a la “legión planetarista”:
2M1207 b:
En 2005 se confirmó la primera imagen de un planeta extrasolar, 2M1207b. El planeta se encuentra a 55 UA de distancia de su estrella, una enana marrón situada a 230 años luz. Las imágenes se han obtenido con el telescopio VLT del observatorio ESO, en Chile. La masa del planeta es unas cinco veces mayor que la de Júpiter, mientras que su diámetro es más o menos igual que el de Júpiter. Su período orbital es bastante elevado: el planeta tarda 2.450 años en completar una vuelta alrededor de la enana marrón (evidentemente se toma su tiempo).
Los datos aún no son concluyentes, otras mediciones sugieren que el cuerpo tendría una masa de 42 veces la del más grande de los planetas del Sistema Solar lo que lo ubicaría en la categoría de estrella enana marrón y no de planeta (una enana marrón tiene de 13 a 47 masas de Júpiter). Los astrónomos siguen buscando con la tecnología de los ESO para ver si suman un planeta más girando alrededor de una estrella ajena al Sol.
¿Algún otro para este observatorio? Sí. Un planeta extra solar ha sido hallado orbitando alrededor de una estrella del tipo de nuestro Sol OGLE-TR-3. Tiene el período de traslación más corto conocido y una distancia a su estrella central de alrededor de 3,5 millones de kilómetros. Una vuelta cada 28 horas y media es el año de este cuerpo que debe girar tan rápidamente para no caer por la fuerza gravitacional de su estrella (debemos recordar que esto es observable también para el más cercano de los planetas del Sistema Solar, Mercurio, gira alrededor del Sol en 88 días terrestres).
Se lo detecto gracias a pequeñas variaciones en el comportamiento de la estrella central tomadas con el espectrógrafo de alta dispersión denominado UVES, con el telescopio KUEYEN de 8.2-m del conjunto VLT de Cerro Paranal, en Chile, perteneciente a la organización Observatorio Europeo Austral.
El hemisferio que mira a la estrella debe ser extremadamente caliente, alrededor de 2000° C y el planeta obviamente ha perdido su atmósfera.
Un planeta descubierto por un aficionado:
Un día antes que un equipo internacional de astrónomos anunciara que un planeta se cruzaba periódicamente frente a una estrella de octava magnitud HD149026, en la constelación de Hércules, el astrónomo aficionado Ron Bissinger, de California, registró un tránsito parcial del planeta, en su observatorio.
Con dos tránsitos parciales, registrados anteriormente, en sendas oportunidades, pudo trazar una curva de luz del tránsito completo. Este descubrimiento es el tercero alcanzado por astrónomos aficionados.
Bissinger monitoreó los cambios de brillo en la estrella con un telescopio Schmidt-Casegrain de 36 cm de abertura y una cámara CCD de nivel aficionado, pero de alto desempeño. El planeta tiene un período orbital de 2,877 días, se encuentra a 260 años luz de la Tierra, tiene una masa entre 65 y 70 veces la de la Tierra, en un diámetro similar al de Saturno.
Descubra planeta con solo 10 centímetros:
Bien podría ser el slogan de una campaña de búsqueda de planetas extrapolares y muy motivante por cierto. Es que un equipo internacional liderado por Timothy Brown, del NCAR (Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas) y David Charbonneau del Centro de Astrofísica Hardvard-Smithsoniano, ha descubierto un planeta del tamaño de Júpiter, situado a unos 500 años-luz de distancia, con un telescopio de sólo 10 cm de diámetro.
El equipo estudió unas 12.000 estrellas en la constelación de la Osa Mayor y detectó éste por el método del tránsito, la disminución de la intensidad del brillo de la estrella por el paso por delante del objeto. Es otra muestra más de lo que la astronomía ha sido siempre, más allá de las noticias que nos impactan de la “Gran Ciencia”, la de los grandes instrumentos que se costean con presupuestos millonarios todavía hay lugar para quienes con capacidad e ingenio aprovechan al máximo recursos mucho más limitados. Un telescopio de 10 centímetros es mucho más que para ver la Luna y si no… ¡hasta podríamos animarnos a descubrir otro planeta!
De hecho, parece que en los próximos años, muchos planetas extrapolares se descubrirán con aparatos pequeños, baratos y de fácil acceso. Astrónomos de la Universidad de Texas en Austin recurren a la evolución estelar para explicar de qué forma podríamos buscar planetas extrapolares con pocos recursos técnicos. Las estrellas similares a nuestro Sol cuando gastan todo su combustible se transforman en gigantes rojas, para luego encogerse hasta transformarse en enanas blancas. A pesar de que este proceso puede ciertamente destruir los planetas interiores, los planetas exteriores probablemente aún quedarán en órbita alrededor de la estrella. Estas enanas blancas se sabe que pulsan con una tasa específica, por lo que la gravedad de un planeta moviéndose alrededor de la estrella debería afectar esa tasa de pulsación en alrededor de un minuto, una diferencia lo suficientemente grande como para ser detectada con un telescopio pequeño desde la Tierra.
Planetas descubiertos por lente gravitacional:
Un planeta y dos aficionados:
Dos astrónomos aficionados de Nueva Zelanda: Grant Christie y Jennie McCormick, trabajando con un equipo internacional de astrónomos ayudaron a descubrir un planeta extrasolar localizado a 15.000 años luz de la Tierra. Ellos utilizaron una técnica llamada micro-lente gravitacional, fenómeno que ocurre cuando un objeto masivo (como una estrella o quizá un agujero negro) pasa frente a una estrella más distante; su campo gravitacional curva los rayos de luz y los enfoca como una lente.
El equipo se enteró que la estrella más próxima tenía una extraña forma distorsionada en su luz lo que indica la presencia de un planeta. Este método puede ser utilizado para encontrar planetas muy pequeños, incluso menores que la Tierra.
CURIOSIDADES:
Un equipo de la Universidad de Princeton mostró al mundo no hace mucho una posibilidad curiosa sobre cuerpos aún no descubiertos (o sobre características no descubiertas a algunos objetos ya detectados). Algunos planetas extrapolares podrían estar, según ellos, substancialmente formados por componentes de carbón, sí, sí, ya se que está pensando, quizás hay también en este zoológico especial del Universo planetas de diamante.
Como la Tierra, Marte y Venus en nuestro Sistema Solar están compuestos mayoritariamente de silicatos y oxígeno los astrofísicos ahora proponen que algunos planetas que giran alrededor de estrellas ricas en carbono podrían estar formados de este elemento principalmente, como algunos meteoritos en nuestro propio sistema.
Los planetas que orbitan el pulsar PSR 1257+12 son buenos candidatos a planetas de carbón. Según los estudiosos de la Universidad de Princeton son los planetas que giran alrededor de las estrellas del centro de la galaxia (ricas en carbono) los mejores candidatos para esta nueva clasificación.
La NASA espera que su futura misión: Terrestrial Planet Finder (TPF) pueda encontrar este tipo de planetas. El primero de los telescopios propuestos para esta nueva serie de TPF será un óptico varias veces más grande que el Hubble y podría ser enviado al espacio en 2015.
NUEVAS HERRAMIENTAS PARA EL FUTURO:
En este trabajo he intentado mostrar que no importa que instrumental se tenga, con la pericia y los conocimientos de quien lo maneje se pueden lograr resultados importantes más allá de que inicialmente no hubiéramos dado mucho crédito a determinados aparatos. Sin embargo es cierto, que cuando queremos forzar nuestros conocimientos, cuando queremos ver más lejos y más pequeño, necesitamos de herramientas más poderosas, esas, ya están en los diseños y esperando para salir a trabajar.
Aquí repasaremos las nuevas tecnologías, pero, ¿que hay de las viejas? Un equipo de ingenieros recordó sus clases de ciencia en épocas escolares y quiere repetir el experimento que quizás les hizo ganar alguna buena nota pero esta vez… en grande.
Una cámara agujereando una caja con un alfiler. Esto lo hemos hecho casi todos con mejores o peores resultados, ahora, investigadores de la Universidad de Colorado piensan que la NASA puede construir una gigantesca cámara de ese tipo en el espacio y usarla para encontrar planetas orbitando otras estrellas. La "New Worlds Imager" (realizadora de imágenes de nuevos mundos) puede ser del tamaño de una cancha de fútbol, formada por una gran pantalla con un pequeño orificio. Una nave espacial con un detector puede establecerse a miles de kilómetros de distancia y recoger la luz que proviene de la abertura. La pantalla bloqueará la luz de la estrella permitiendo a los astrónomos detectar planetas orbitándola. Novedoso (y no me digan que no es simpático).
Otro proyecto es de la Agencia Espacial Europea. Habrá que esperar hasta el 2008 cuando se lance la sonda espacial Eddington, que estará en capacidad de detectar la caída de luz de una estrella, al paso de un planeta tan pequeño como Marte, por delante de ella. Pero los astrónomos duplican la apuesta y arriesgan que estarían en condiciones de descubrir lunas en esos planetas por el efecto de la fuerza de gravedad. Es que si el planeta oscurece a la estrella minutos más temprano o más tarde se debería a la influencia de lunas en él.
Misión Kepler: una búsqueda de planetas habitables.
La Misión Kepler de la NASA es un proyecto que apunta a detectar planetas que potencialmente podrían albergar vida girando alrededor de otras estrellas. Kepler tendrá la posibilidad de encontrar planetas de 30 a 600 veces menos masivos que Júpiter, algo que no es usual con la tecnología hoy en aplicación.
Utilizará el método del tránsito planetario detectando bajas en la luz que recibimos del sistema. Kepler tendrá un telescopio de 0.95 metros de diámetro trabajando como fotómetro en un área de 10 grados de amplitud (aproximadamente una mano extendida sobre el cielo estrellado). Este amplio campo permitirá monitorear unas 100.000 estrellas hasta magnitud 14 en las constelaciones del Cisne y la Lyra con una sensibilidad capaz de detectar una caída de brillo de 1/100 por ciento.
¿Para cuando? Junio de 2008 es la fecha programada para que Kepler vuelva a cambiarnos nuestra imagen del Universo, aunque esta vez sea más chico pero con mejor vista que el gran astrónomo que le da nombre a la nave.
Imagen superior: Mission Kepler. (Credit: NASA)
Misión Darwin:
Darwin usará tres telescopios espaciales, cada uno de ellos de 3 metros de diámetro pero trabajando juntos su poder será mucho mayor. Concentrados en el infrarrojo los telescopios Darwin intentarán encontrar planetas como la Tierra en el vecindario cósmico, las estrellas que se encuentran cerca del Sol en nuestra Vía Láctea.
La vida (el principal objetivo de todo proyecto de este tipo) se manifiesta también con indicadores que son observables a esta longitud de onda. En la Tierra la actividad biológica produce gases que interactúan con nuestra atmósfera. Esas huellas pueden encontrarse en la franja del infrarrojo y es lo que los científicos del proyecto Darwin intentarán encontrar en otros pequeños planetas de nuestra galaxia.
Los telescopios en órbita terrestre tendrán la ventaja del frío del espacio exterior. Esto ayudará a sus instrumentos a no interferirse con la propia radiación que ellos emitirían en Tierra afectando los resultados de sus observaciones.
Para ver planetas del tamaño de la Tierra un telescopio debería tener aproximadamente unos 30 metros de diámetro. Esto supera los 2,3 metros del Telescopio Espacial Hubble y los diámetros de los telescopios espaciales de la próxima generación que tendrán a lo sumo 6,5 metros. Darwin trabajará por interferometría entre sus tres telescopios llegando a resultados incomparables.
Darwin se lanzará en 2015.
SIM: si todo sale conoceremos casa planeta tipo Tierra que haya cerca:
Es que a eso parece apuntar la astronomía en los próximos años, muchos proyectos como Kepler, Darwin y SIM buscarán lo mismo, quizás todo pueda definirse como una búsqueda de nosotros mismos. SIM será un interferómetro que operará desde la ventana óptica. A una distancia importante de la Tierra en órbita alrededor del Sol con un ángulo de 45 grados con respecto a este sería otra herramienta eficaz para la búsqueda de pequeños cuerpos girando alrededor de otras estrellas.
(*) Sebastián Musso es fundador del Centro de Estudios Astronómicos de Mar del Plata, Argentina y presidente de esa institución durante 1999 – 2003
Coeditor Cielo Sur.
Periodista científico y divulgador.
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