Noticias de astronomía y del espacio. (Friso: Felipe Martínez.)

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PLANETAS EXTRASOLARES 1

ARCHIVO DE EXOPLANETAS DE LA NASA
Exoplanetas descubiertos hasta ahora.


MÉTODOS PARA DESCUBRIR PLANETAS EXTRASOLARES:

- Influencia Gravitacional.
- Velocidad radial
- Astrometría
- Visualmente
- Observación directa
- Tránsitos
- Microlentes Relativista

El problema principal en la búsqueda de planetas en torno a estrellas diferentes al Sol, es que estos no emiten luz en el rango de la luz visible y sólo los vemos gracias a que reflejan luz que les llega desde su estrella. A lo más disipan algo del calor guardado en su interior y brillan en el infrarrojo.

Además los planetas son pequeños respecto a la estrella que orbitan por lo que no podemos verlos directamente a través de los telescopios, ya que la luz de la estrella hace imposible ver lo que está my cerca de ella, como sería un planeta.

Para ilustrar esta situación, los astrónomos nos sugieren un experimento nocturno como ejemplo, ponga una moneda pequeña a unos centímetros de las luces encendidas de un auto e intente observarla desde la distancia. No será posible.

Estas dificultades no son insalvables para los astrónomos, los que han ideado al menos cinco métodos para detectar planetas extrasolares, dos de ellos aprovechan el hecho que aunque pequeños, los planetas ejercen una leve influencia gravitacional sobre la estrella que orbitan, desplazándolo de su eje a medida que giran a su alrededor; otros dos métodos intentan ubicar al planeta visualmente y el quinto ocupa un raro efecto relativista.

Influencia Gravitacional:

Velocidad radial: Mide los desplazamientos del espectro luminoso de la estrella debido al efecto Doppler generado en sus ondas luminosas por sus movimientos al acercarse o alejarse del observador, debido al arrastre gravitacional causado por el planeta.

Cuando el planeta pasa entre la estrella y la Tierra, la estrella es tironeada hacia nosotros, por lo que al acercarse su espectro se desplaza levemente hacia el azul. Cuando el planeta pasa por el otro lado de la estrella, visto desde la Tierra, la estrella es obligada a alejarse y con lo que su espectro se desplaza hacia el rojo.

Estos pequeños cambios en el espectro de la estrella se pueden medir con un espectrógrafo de alta precisión y sus datos se utilizan para inferir la presencia de uno o más planetas.

Uno de los instrumentos más precisos del mundo para la observación de este tipo de desplazamientos es el espectrógrafo HARPS, del Proyecto de Búsqueda de Planetas por velocidad Radial de Alta Precisión, de la ESO y la Universidad de Giniebra, instalado en el telescopio de 3,6 metros del observatorio de La Silla, en Chile.

Astrometría: Mide los cambios en la trayectoria de la estrella debido a uno o más planetas.

Visuales:

Variación en estrellas variables: Se miden las leves variaciones en las pulsaciones de la luminosidad de la estrellas variables. Sirve en estrellas con variaciones regulares. Cuando la estrella se mueve hacia la Tierra, debido a que el planeta pasa por el lado que mira hacia la Tierra, los pulsos son empujados hacia la Tierra (por efecto Dopler) y llegan más rápido. Cuando se mueven hacia afuera, hacia el lado que no mira a la Tierra, llegan levemente más lentos. Los tiempos de estas variaciones del tic tac luminoso de la estrella permite determinar la órbita y algunas de las características del planeta que genera estos movimientos.

Tránsitos del planeta: Si tenemos suerte, la órbita del planeta podría llevarlo a pasar entre la estrella y la Tierra, como ocurre en ocasiones con Venus y Mercurio. En ese momento veríamos un leve descenso en la luminosidad del planeta. Este es el método de búsqueda de la
misión Kepler de la NASA.

Observación directa: Se puede buscar el planeta a pesar del brillo de la estrella, utilizando un “coronógrafo”, un círculo opaco puesto frente al telescopio que puede otbstruir la luz de la estrella y permitirnos observar los planetas a su alrededor. Se tienen mejores expectativas si la observación se realiza en la frecuencia del infrarrojo, donde la luz de la estrella es menos brillante que la luz reflejada por el planeta.


Efectos Relativista:
Microlentes: Como los planetas tienen la masa suficiente como para curvar significativamente el espacio-tiempo a su alrededor, es posible detectar cuando un planeta pasa frente a una estrella que está la misma línea visual por un leve aumento del brillo de la estrella, debido a que los rayos de la luz estelar son "enfocados gravitacionalmente" hacia nosotros. Para que ésto ocurra el planeta debe estar a gran distancia de la estrella, lo que permite encontrar planetas que están más lejanos de sus respectivas estrellas, como lo serían los grandes planetas gaseosos del Sistema Solar.


Exceso de infrarrojo: Aunque los planetas reflejan la luz de la estrella que orbitan, siendo muy opacos y difíciles de detectar en la luz visible, no pasa lo mismo con la luz infrarroja, donde pueden a veces ser más brillantes que la misma estrella. Esto ocurre especialmente en los sistemas planetarios jovenes, donde el planeta puede aún mantener el calor generado durante su fase de acresión. Se han descubierto algunos planetas extrasolares buscando en catálogos de imágenes infrarrojas realizadas por observatorios con instrumentos que observan en esa frecuencia de la luz.


NOTICIAS:

Desde el espacio:

KEPLER COMIENZA EL TRABAJO DETECTANDO LA ATMÓSFERA DE UN EXOPLANETA

El telescopio espacial Kepler ha enviado su primera muestra, confirmando la existencia de un planeta extrasolar a 1.000 años luz y una imagen de su atmósfera.

El telescopio espacial Kepler mira fijo un sector de estrellas cercanas, analizando sus curvas de luz, a la espera que algún planeta extrasolar pase frente a ellas. NASA (07 Agosto, 2009 NASA, Agencias, CA) El telescopio espacial Kepler ha enviado las primeras imágenes de alta definición de un sector de la Vía Láctea, confirmando la existencia de un planeta extrasolar ubicado a 1.000 años luz de distancia. Cinco meses después de haber sido lanzado al espacio con la misión de hallar planetas similares a la Tierra, el Kepler se encuentra aún en su etapa de pruebas, informó el jueves la NASA.

Imagen izquierda: El telescopio espacial Kepler mira fijo un sector de estrellas cercanas, analizando sus curvas de luz, a la espera que algún planeta extrasolar pase frente a ellas y produzca la disminución de su luz. NASA.

Imagen arriba: Clasificación de los planetas extrasolares encontrados hasta ahora, según su masa (eje y) y su distancia a la estrella, en unidades astronómicas (eje x). se muestran los planetas de nuestro sistema solar para comparar. NASA.

El entusiasmo de la agencia espacial de EEUU se debe a que no sólo el Kepler confirmó el planeta, sino que hizo una imagen de su atmósfera, los científicos que lo operan desde el Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, Calif., de la NASA están sorprendidos de lo que el instrumento promete para el futuro.

El telescopio, que está aún en fase de calibración y en marzo de este año fue enviado a orbitar el Sol en una órbita levemente más ámplia que la de la Tierra, con lo que va distanciándose lentamente de nuestro planeta, transmitió imágenes de muy alta precisión donde aparece el planeta bautizado con el poco romántico nombre de HAT-P-7-B.

Gracias a estas imágenes, "es la primera vez que alguien ve la atmósfera de este planeta" ubicado a 1.000 años luz de la Tierra, dijo William Borucki, el principal investigador científico de la misión Kepler y co-autor de un informe que será publicado el viernes en la revista Science.

Pero si bien los científicos estaban entusiasmados por la luz óptica de HAT-P-7-B descubierta por Kepler --y que el astrofísico del Instituto Carnegie Alan Boss calificó de "en efecto deslumbrante"--, estaban aún más excitados por el hecho de que el telescopio estuviera funcionando tan bien.

Comparación de la curva de luz del exoplaneta HAT-p-7, tomada desde la superficie de la Tierra y por el Kepler. NASA. NASA. Imagen derecha: Comparación de la curva de luz del exoplaneta HAT-p-7, tomada desde la superficie de la Tierra y por el Kepler. NASA.

"La verdadera noticia es la calidad de Kepler", dijo Boss, puesto que el telescopio "tiene la habilidad para detectar el tránsito de un planeta del tamaño de la Tierra pasando frente a una estrella parecida al Sol y produciendo un muy débil oscurecimiento". "Ahora sabemos que Kepler puede" contabilizar cuántos planetas orbitan en sistemas parecidos al del Sol en la región de la galaxia en la que está la Tierra, dijo Boss.

Con un costo de 600 millones de dólares, Kepler es la primera misión de la agencia espacial estadounidense en busca de planetas similares a la Tierra en sistemas parecidos al solar. Con Kepler, los científicos esperan poder responder si hay "montones de planetas como la Tierra en nuestra galaxia o si nuestro planeta es único".

Sepa más del Observatorio Espacial Kepler.



Primera luz:

PRIMERAS IMÁGENES DEL KEPLER

Comenzó la misión del Observatorio espacial Kepler, encargado de buscar planetas como la Tierra en la Tangente de Orión.

El Telescopio espacial Kepler de la NASA y su área de observación. Crédito: NASA. (18 Abril 2009 - NASA - CA) El telescopio espacial Kepler, lanzado por la NASA en marzo en una misión de tres años y medio, ha tomado las primeras imágenes de la región que deberá explorar en busca de planetas similares a la Tierra.

La agencia espacial norteamericana hizo públicas ayer las primeras fotografías tomadas por el telescopio. La que aparece sobre estas líneas contiene aproximadamente catorce millones de estrellas, entre las que los astrónomos han seleccionado cerca de cien mil como candidatas a tener en órbita mundos rocosos.

«Esperamos encontrar cientos de planetas alrededor de estas estrellas», aseguraba ayer mismo William Borucki, director de la misión Kepler. «Y por primera vez, podremos buscar planetas del tamaño de la Tierra en las zonas habitables alrededor de estrellas similares al Sol». Se conoce como «zona habitable» de una estrella aquella que permita la existencia de agua en estado líquido. La zona habitable del sol está ocupada por la Tierra.

Con su cámara de 95 megapíxels, la más sofisticada jamás enviada al espacio, Kepler es realmente el primer telescopio espacial con auténticas posibilidades de cumplir con éxito esa misión. Durante las próximas semanas, la NASA calibrará cuidadosamente cada uno de sus instrumentos. Después empezará la cacería....


LANZADO OBSERVATORIO ESPACIAL KEPLER

Está encargado de buscar planetas como la Tierra mirando siempre en la misma dirección de la Galaxia, la Tangente del Espolón de Orión.

El Telescopio espacial Kepler de la NASA y su área de observación. Crédito: NASA. (7 Marzo 2009 - NASA - CA) Mediante un poderoso cohete Delta II, fue lanzada anoche la misión Kepler, un nuevo observatorio espacial destinado a la búsqueda de planetas extrasolares similares a la Tierra en las zonas habitables de esas estrellas.

Con un espejo de 1,4 metros de diámetro y un fotómetro formado por la mayor cámara CCD puesta en el espacio hasta el momento, con 95 megapixeles, el Telescopio Espacial Kepler observará sin quitarles la vista, a unas 100 mil estrellas. Su campo de visión queda en la dirección de la Tangente del Espolón de Orión, la zona brillante de la Vía Láctea que vemos entre las constelaciones del Cisne y Lira, allí donde la densidad estelar es mayor, en nuestra vecindad galáctica.

Imagen: El Telescopio espacial Kepler de la NASA y su área de observación. Crédito: NASA.

Esta región del cielo del hemisferio norte, no es vista desde las latitudes altas del hemisferio sur de la Tierra. En Chile, un buen lugar para observarla es la meseta altiplánica de Calama.

El telescopio Kepler es tan poderoso y sensible que si mirara al lado nocturno de la Tierra, podría detectar a una persona en un pueblo pequeño encendiendo la luz de su patio.

Los operadores del Kepler buscarán observar tránsitos de planetas frente a las estrellas que orbitan, detectando la leve disminución en la luminosidad de la estrella que esto genera.

Además de contener un gran número de estrellas cercanas, la zona de observación del Kepler está fuera de la Eclíptica, por lo que nunca será bloqueada por la Luna, los planetas, asteroides u objetos del cinturón de Kuiper. Eventaulmente sólo podría ser afectado por algún cometa gigante de la Nube de Oort.

La órbita del Telescopio espacial Kepler de la NASA sigue a la Tierra en su órbita solar. Crédito: NASA.Para que la Tierra tampoco seá un obstáculo, el Kepler fue lanzado a una órbita heliocéntrica solar que sigue a la Tierra con un período de 372,5 días. En esta órbita la nave deriva lentamente alejándose de la Tierra y estará, en el peor de los casos, a 0,5 UA al cabo de cuatro años. Las telecomunicaciones y la navegación del Kepler se realizarán a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA.

Imagen: La órbita del Telescopio espacial Kepler de la NASA sigue a la Tierra en su órbita solar. Crédito: NASA.

Otra ventaja de esta órbita es que es poco afectada por la gravedad o el magnetismo de la Tierra, lo que significa un punto de observación estable. La mayor fuerza que influirá sobre el telescopio será la presión del viento solar.

Diseño de la Misión

Para poder observar los tránsitos de un planeta extrasolar desde nuestro sistema solar, la órbita debe quedar alineada de canto con nosotros. La probabilidad que esto ocurra es de un 0,5% para planetas en órbitas semejantes a la de la Tierra en órbita de una estrella semejante al Sol. Para observar planetas gigantes en órbitas más cercanas a sus estrellas, las probabilidades son de un alrededor del 10%.

Para detectar muchos planetas buscando tránsitos se deben observar miles de estrellas. Como el Kepler observará 100.000 estrellas y los planetas son escasos, se esperan resultados casi nulos, pero simlos planetas como el nuestro son comunes, se debieran encontrar cientos de ellos.

Considerando que se quiere encontrar planetas en la zona habitable, el tiempo entre los tránsitos debe ser de cerca de un año, para tener una secuencia confiable se necesitan al menos cuatro tránsitos. De otro modo se puede confundir con un tránsito las variaciones normales en la luminosidad de las estrellas, por ello la duración de la misión será de al menos tres años y medio.

El telescopio Kepler tiene una gran área de observación, 105 grados cuadrados, el equivalente del área del cielo que cubren sus dos manos puestas una junto a la otra.

Datos:

El Kepler tiene una masa estimada de 1 039 kilos (2,290 lb), una apertura de 0,95 metros (37.4 in), un espejo principal de 1,4 metros (55 in). El fotómetro tiene un foco "suave" que da una excelente fotometría en lugar de imágenes nítidas. La precisión fotométrica diferencial combinada (CDPP) para una estrella del tipo solar de m(V)=12 es de 6,5 horas será de 20 ppm (pixeles por minuto), que detectará una variación esperada de 10 ppm.

Un tránsito de un planeta semejante a la Tierra produce un cambio de luminosidad de 84 ppm y dura unas 13 horas cuando cruza por el centro de la estrella.

El plano focal está compuesto de 42 CCDs de 1024 × 2200 pixeles de 27 micrómetros, lo que lo transforma en la mayor cámara puesta en el espacio. Este conjunto de CCDs será enfriado por tubos con refrigerante que disipan el calor en radiadores externos. Los CCDs son leídos cada 3 segundos y acumulados a bordo por 15 minutos. Sólo los pixeles de interés de cada estrella objetivo serán guardados y enviados a la Tierra. El costo de la nave fue de US$600 millones de dólares, que incluyen sus 3,5 años de operaciones.

Más del Kepler...

Carta celeste del Kepler.


¿ESTAREMOS SÓLOS?

Hacia el final de su misión el Kepler dará una idea de cuan comúnes son las otras Tierras en la Vía Láctea. Muchos creen que esto ayudará a resolver la antigua pregunta: ¿Estamos sólos?

La BBC ha realizado un foro sobre este tema, donde participaron diversos filósofos actuales.

ROBERT J. SAWYER, escritor de ciencia ficción, ganador del premio Hugo.

A lo largo de la historia de la ciencia ha habido una serie de teorías, como las de Copérnico -quien desplazó a la Tierra del centro del universo- y las de Darwin -quien mostró que no fuimos creados directamente por la mano de Dios- que hicieron que dejáramos de sentirnos especiales. La única reivindicación de nuestra singularidad que hemos podido mantener es la creencia de que la Tierra es el único lugar en el universo donde hay vida inteligente.

Algunas personas tienen la necesidad psicológica de sentirse especiales y la misión de la sonda Kepler -que creo será exitosa- les obligará a replantearse sus creencias. Pero para aquellos que creemos que los planetas que albergan vida son comunes, el éxito de la misión será algo maravilloso.

Ya sabemos que nuestra galaxia está repleta de planetas, lo que hace que dejemos de pensar que la Tierra es el único lugar que puede albergar vida inteligente.

La misión de la Kepler nos llevará al siguiente nivel: determinar si alguno de esos planetas son similares a la Tierra, si albergan vida y si esa vida es inteligente.

Todavía hay dos respuestas posibles a la pregunta de si existen otros planetas similares a la Tierra, y cualquiera de las dos será asombrosa.

Si hay otra civilización en un planeta similar a la Tierra será posiblemente más avanzada que la nuestra, teniendo en cuenta que nuestro universo tiene 11.000 millones de años de antigüedad y que nosotros somos recién nacidos en el estado cósmico.

Y al ser tan jóvenes, enfrentamos una grave crisis: nuestra civilización está al borde del desastre por nuestro uso inmaduro de la tecnología, que se refleja en el cambio climático y en las armas de destrucción masiva.

Mucha gente cree que no sobreviviremos, pero saber que una civilización extraterrestre ha sobrevivido a su adolescencia tecnológica será una lección inspiradora para la humanidad y pondrá fin a las teorías de la catástrofe.

Robert J. Sawyer es autor de "Homínidos", una novela en la que los neardentales desarrollan una civilización totalmente diferente en una tierra paralela.

STEVEN J. DICK es astrónomo e historiador en jefe de la NASA:

Protagonista de la serie Star Treck La misión de la sonda Kepler es sin duda un hito en la investigación espacial. Encontrar un planeta similar a la Tierra suscitará el debate sobre si estamos solos o no.

Sabemos desde hace tiempo que no somos el centro del universo. La cuestión ahora es averiguar si biológicamente somos únicos.

Incluso si se descubriera vida inteligente, seguiríamos siendo únicos en cuanto a nuestra morfología.

Lo más seguro es que otra civilización sea mas avanzada que nosotros por la edad del universo y el hecho de que nuestra especie es relativamente joven.

Para la mente humana, es una pregunta natural que se remonta a la Grecia antigua. Gracias a elementos de la cultura popular, como la serie de televisión Star Treck, mucha gente espera que exista vida inteligente y ya está preparada para que así sea.

La idea de que exista vida en otro planeta suscitará un gran debate, particularmente en cuanto a la singularidad de nuestra religión y filosofía. Eso será positivo, ya que tendemos a verlo todo desde un punto de vista terrestre.

¿Da miedo saber que estamos solos? Habrá quienes nos recomienden tener cuidado, pero mucha gente tendrá la mente abierta.

MICHAEL PERRYMAN, consejero de la Agencia Espacial Europea

En los últimos 15 años en el área de investigación de los exoplanetas se han experimentado grandes avances. Desde 1995 se han descubierto más de 300 planetas orbitando estrellas relativamente cerca de la Tierra.

Imagen creada por computador de un nuevo planeta Pero cuando se cuestiona si sistemas similares a nuestro planeta son comunes o no, se trata de pura especulación.

Si la sonda Kepler encuentra sistemas similares a la Tierra, se tendrán que plantear si ese es el tipo de entorno en el que deberíamos buscar vida.

Las condiciones deben ser las adecuadas para que la vida se pueda desarrollar. Los planetas deben estar a la distancia adecuada de sus estrellas para tener agua en estado líquido y deben tener una temperatura similar a la Tierra.

Y en cuanto a las estrellas, también se necesitan condiciones concretas: debe tener la edad, la masa y la luminosidad adecuadas para que se pueda desarrollar la vida tal y como la conocemos.

Y si el planeta es más ligero que la Tierra o más pesado, las condiciones no serán tampoco las adecuadas.

En cuanto a lo que el Kelper puede hallar, lo más lógico es que encuentre entre 50 y 100 planetas similares a la Tierra, aunque no lo sabemos con certeza.

A los astrónomos no les sorprendería que se hallara esa cifra. Es un experimento excitante, porque se pueden encontrar muchos más o muchos menos. Sea lo que sea lo que se encuentre va a ayudarnos a avanzar en nuestro conocimiento.

Pero, ¿es la vida tal y como la conocemos común o única? Las características y circunstancia de la Tierra son demasiado especiales para que sean sencillas de replicar. Son muchas las coincidencias necesarias para que la vida arraigue y prospere.

Puede que existan formas primitivas de vida en los infinitos mundos que probablemente existen, pero en cuanto a la vida inteligente, puedo apostar a que en todo el universo somos únicos.

Hermano GUY CONSOLMAGNO, estudia la naturaleza y evolución de cuepos pequeños en el sistema solar. Es el curador de la colección de meteroritos del Observatorio Vaticano, una de las mayores del mundo.

El ángel de Gateshead, en el Reino Unido El hermano Consolmagno cree que los ángeles son un ejemplo de vida inteligente no humana.

Los jesuitas estamos muy involucrados en la búsqueda de planetas similares a la Tierra.

La idea de que pueda haber otras criaturas inteligentes creadas por Dios y en relación con Dios no es contraria al pensamiento judeo-cristiano.

La Biblia tiene varias referencias y descripciones de seres inteligentes no humanos. Después de todo, eso es lo que son los ángeles.

Nuestros primos en otros planetas pueden tener su propia historia de la salvación, incluyendo otros ejemplos de encarnación de la segunda persona de la Santísima Trinidad. Estamos abiertos a todo lo que el universo pueda tener para nosotros.

Sin embargo, soy escéptico a la idea de que podamos hablar sobre ello con alguna forma de vida que se descubra... ¡Ciertamente no durante mi vida!

Es maravillosa la idea de que no estamos solos. No cuestiona nuestra unicidad ni contradice nuestra creencia en Dios. Para la mayoría de la gente, si se descubrieran nuevas formas de vida no significaría que todo en lo que creen es falso sino que reforzaría esas creencias.

Jon Herschel, hijo del descubridor de Urano, decía que sería una desperdicio si Dios hubiera creado tan sólo un lugar en el universo en el que hubiera gente. No se trata de un argumento basado en la lógica, la ciencia o la filosofía, sino uno estético.

Lo importante es tener en mente que el universo es la creación deliberada de un Dios que nos ama. Los católicos no deben tener miedo a creer en este tipo de especulaciones, pero no deben olvidar que tan sólo son especulaciones.

No lo sabemos. Pero plantearnos esa posibilidad nos permite apreciar de manera mas profunda lo que significa la redención de Dios.

Mi ciencia me dice cómo creó Dios el universo y que él ama ese universo.

No debemos tener miedo a la verdad.


MÉTODOS PARA DESCUBRIR PLANETAS EXTRASOLARES



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