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OBSERVATORIO ESPACIAL SPITZER OBSERVA LUZ DE EXOPLANETA


Video: Caida en la luz infrarroja, revela exo planeta tipo Super_Tierra. Para ver, permita los elementos bloqueados. Crédito: NASA.

(8 Mayo, 2012 NASA/CA) El Observatorio Espacial de la NASA Spitzer, ha detectado por primera vez, luz emanando de un planeta tipo supertierra, ubicado más allá de nuestro Sistema Solar. Aunque el planeta no es habitable, la detección constituye un paso histórico en la búsqueda de señales de vida en otros planetas.

Los instrumentos del Spitzer son sensibles al infrarrojo, y observando a la estrella Cancri (Cáncer) 55 se dieron cuenta que la emisión en esta frecuencia de la luz proveniente de esa estrella, decrecía en períodos regulares. La interpretación del fenómeno, es que al ser el exoplaneta Cancri 55 e más brillante en infrarrojo que la propia estrella, esta bloquea la luz del planeta cuando este pasa tras esta.

El sistema planetario de 55 Cancri está relativamente cercano, apenas a 41 años luz de distancia. Tiene cinco planetas, donde 55 Cancri e es el más cercano a la estrella y está sincronizado gravitacionalmente con esta, mirando a la estrella siempre con un solo lado, tal como lo hace la Luna con la Tierra.

Exoplaneta supertierra Cancri 55 e. Crédito: NASA.Los astrónomos que operan Spitzer descubieron que el lado que mira a la estrella es extremadamente caliente, indicando que el planeta carece de una atmósfera sustancial que pueda transportar el calor de su estrella hacia el lado que permanece siempre de noche.

Imagen: Exoplaneta supertierra Cancri 55 e. Crédito: NASA.


OBSERVATORIO ALMA REVELA SISTEMA PLANETARIO DE FOMALHAUT


Video: Zoom en Fomalhaut.

Anillo de polvo en Fomalhaut. Haga click para agrandar. Crédito: ALMA/HST.

(13 Abril, 2012 ALMA/ESO/CA) Con sólo algunos de los radiotelescopios del Gran Observatorio Milimétrico de Atacama - ALMA en operaciones, sus astrónomos comienzan a realizar sus primeros descubrimientos. Observando el anillo de polvo que rodea la cercana estrella Fomalhaut, ubicada a unos 25 años luz de la Tierra en dirección a la austral región de Piscis Austrinus, han observado como sus planetas confinan el anillo de polvo a su alrededor.

Descubrieron que los planetas que orbitan la estrella Fomalhaut deben ser mucho más pequeños de lo que se pensaba en un principio. Este es el primer resultado científico de ALMA publicado en su primer periodo de observaciones, abiertas a astrónomos de todo el mundo.

Imagen: El anillo de polvo alrededor de la estrella Fomalhaut visto por ALMA. La zona azul muestra una imagen en luz visible obtenida anteriormente con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. La nueva imagen de ALMA, en naranja y rojo, ha proporcionado claves importantes sobre cómo este tipo de sistemas se forman y evolucionan. Véase que ALMA tan solo ha observado parte del anillo. Crédito: ALMA/Hubble Space Telescope

Las imágenes, extremadamente precisas de ALMA, muestran que tanto el borde exterior como el interior del fino disco de polvo, tienen cantos muy definidos. Este hecho, combinado con las simulaciones hechas por ordenador, llevó a los investigadores a la conclusión de que las partículas de polvo en el disco se mantienen confinadas allí por el efecto gravitatorio de dos planetas — uno que se encuentra más cerca de la estrella que el propio disco y otro más alejado [1].

Sus cálculos también indicaban el posible tamaño de los planetas — más grandes que Marte pero no mayores que unas cuantas veces el tamaño de la Tierra, mucho menores al inicialmente planteado por los astrónomos. En 2008, una imagen del Telescopio Hubble de la NASA/ESA reveló el planeta interior -que se creía mayor que Saturno, el segundo planeta más grande de nuestro Sistema Solar-. Sin embargo, observaciones realizadas posteriormente con telescopios infrarrojos no lograron detectar el planeta.

Esto llevó a algunos astrónomos a dudar de la existencia del planeta captado en la imagen del Hubble. La imagen del rango óptico obtenida por el Hubble también detectó granos de polvo muy pequeños que eran empujados hacia el exterior por la radiación de la estrella, emborronando así la estructura del disco de polvo. Las observaciones de ALMA, en longitudes de onda mayores que las del rango visible, detectaron granos de polvo más grandes — de alrededor de un milímetro de diámetro — que no eran empujadas por la radiación estelar y que revelan claramente los bordes del disco y su estructura en forma de anillo, lo cual indica el efecto gravitatorio ejercido por dos planetas.

"Combinando las observaciones de ALMA de la forma del anillo con los modelos hechos por ordenador, podemos poner límites muy precisos a las masas y las órbitas de cualquier planeta que esté cerca el anillo," afirma Aaron Boley (un Sagan Fellow de la Universidad de Florida, EE.UU.) quien ha liderado este estudio. "Las masas de estos planetas deben ser pequeñas; de otro modo los planetas habrían destruido el anillo," añadió. Los científicos afirman que el pequeño tamaño de los planetas explica por qué las observaciones llevadas a cabo con anterioridad en el rango infrarrojo no pudieron detectarlos.

Se estima que la estrella Fomalhaut, que tiene poco más del doble de la masa de nuestro Sol, es una estrella joven, con unos 200 y 300 millones de años de existencia. Tiene 2,1 veces la masa de nuestro Sol y brilla con magnitud 1,2.

El disco toroidal de polvo, descubierto por los astrónomos Wayne S. Holland y Ben M. Zuckerman tiene un borde interior muy delineado a una distancia radial de 133 UA, e inclinado 24 grados para nuestra vista. Se estima que la cavidad interior fue barrida por planetas.



Anillo de polvo en Fomalhaut. Haga click para agrandar. Crédito: ALMA/HST.

Las investigaciones de ALMA demuestran que el ancho del anillo toroidal es de unas 16 veces la distancia del Sol a la Tierra, y su grosor es de tan solo una séptima parte de su anchura. "El anillo es incluso más estrecho y fino de lo que se pensaba en un principio," afirmó Matthew Payne, también de la Universidad de Florida.

El anillo está a una distancia de su estrella equivalente a 140 veces la distancia Sol-Tierra. En nuestro propio Sistema Solar, Plutón se encuentra unas 40 veces más lejos del Sol que la Tierra. "Debido al pequeño tamaño de los planetas que se encuentran cerca de este anillo y a la gran distancia que los separa de su estrella, están entre los planetas más fríos orbitando una estrella normal encontrados hasta el momento," añadió Aaron Boley.

Los científicos observaron el sistema Fomalhaut en septiembre y octubre de 2011, cuando solo una cuarta parte de las 66 antenas de ALMA estaba disponible. Cuando se finalice la construcción el próximo año, el sistema completo será mucho más efectivo. Incluso en esta etapa inicial (Early Science phase), ALMA ha sido lo suficientemente potente como para revelar la secreta estructura que había permanecido oculta a los anteriores observadores de ondas milimétricas.

"Puede que ALMA esté aún en construcción, pero ya es el telescopio más potente de su tipo. Esto es solo el principio de una nueva y emocionante era en el estudio de la formación de discos y planetas en torno a otras estrellas", concluye el astrónomo de ESO y miembro del equipo Bill Dent (ALMA, Chile).

Sepa más del ALMA.

Notas
[1] El primero en observar el efecto por el cual los planetas o lunas hacen que el anillo de polvo tenga los bordes tan definidos fue la sonda Voyager, que voló sobre Saturno y tomó imágenes muy detalladas de su sistema de anillos. Podemos encontrar otro ejemplo en nuestro Sistema Solar: uno de los anillos del planeta Urano permanece perfectamente confinado entre las lunas Cordelia y Ofelia, exactamente del mismo modo en que los observadores que han utilizado ALMA proponen que ocurre con el anillo que hay en torno a Fomalhaut. Las lunas que hacen que el anillo alrededor del planeta quede definido de ese modo se apodan "lunas pastor".
Los efectos gravitacionales ejercidos por las lunas o planetas son los que hacen que el anillo de polvo quede delimitado. Un planeta en la parte interior del anillo orbita la estrella más rápido que las partículas de polvo del interior del anillo. Su gravedad añade energía a las partículas, empujándolas hacia el exterior. Un planeta en la parte exterior del anillo se mueve más despacio que las partículas de polvo, y su gravedad hace que disminuya la energía de las partículas, haciendo que estas caigan ligeramente hacia el interior.

Posición en el cielo:
AR 22h 58m y Dec. 29° 35' Sur.
Si observa a Fomalhaut con un telescopio verá junto a ella una estrella más débil de magnitud 5,5, llamada S191550, que no forma parte del sistema de Fomalhaut.

Esta estrella, al igual que todas las que vemos a simple vista, forma parte del sector del Espolón de Orión del Brazo de Carina-Sagitario, de nuestra Vía Láctea.

Información adicional
Esta investigación fue presentada en un artículo, “Constraining the Planetary System of Fomalhaut Using High-Resolution ALMA Observations (Delimitando el sistema planetario de Formalhaut utilizando observaciones de alta resolución de ALMA)” por A. Boley et al. Aparece en la revista Astrophysical Journal Letters.

Desde Chile:
 
DESCUBREN PLANETAS SUPER-TIERRAS EN ENANAS ROJAS Basándose en el descubrimiento de 9 planetas en un conjunto 102 estrellas enanas rojas, astrónomos europeos afirman que las Estrellas Enanas Rojas de la Vía Láctea tendrían miles de millones de planetas rocosos en sus Zonas Habitables.

Haga click para agrandar. ESO.

(28 Marzo, 2012 ESO/CA) Nuevos resultados del instrumento cazador de planetas HARPS, de la ESO, demostrarían que los planetas rocosos no mucho mayores que la Tierra serían muy comunes en las zonas habitables en torno a estrellas enanas rojas, un tipo de estrellas débiles muy comunes en nuestra Galaxia.

Imagen arriba: Ilustración artística de un atardecer visto desde el planeta extrasolar Gliese 667 Cc. La estrella más brillante del cielo sería la enana roja Gliese 667 C, que forma parte de este triple sistema estelar. Las otras dos estrellas más distantes, Gliese 667 A y B, aparecen en el cielo a la derecha. Los astrónomos de este proyecto han estimado que, sólo en la Vía Láctea, hay decenas de miles de millones de mundos rocosos como este orbitando alrededor de estrellas enanas rojas débiles. Haga click para agrandar. Crédito: ESO/L. Calçada.

El equipo internacional estima que debe haber decenas de miles de millones de planetas de este tipo sólo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, y probablemente haya cerca de una centena en las vecindades del Sistema Solar. Esta es la primera vez que se mide de forma directa la frecuencia de súper-Tierras en torno a enanas rojas, las cuales suponen el 80% de las estrellas de la Vía Láctea.

Para ello, han utilizado observaciones llevadas a cabo con el espectrógrafo HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros de ESO (en el observatorio de La Silla, en Chile) [1]. Un reciente anuncio, demostrando que en nuestra galaxia hay planetas en todas partes, utilizaba un método diferente que no era sensible a este importante tipo de exoplanetas.

El equipo de HARPS ha estado buscando exoplanetas orbitando alrededor de las estrellas más comunes de la Vía Láctea — estrellas enanas rojas (también conocidas como enanas tipo M [2]). Estas estrellas son débiles y frías en comparación con nuestro Sol, pero muy comunes y longevas, y de hecho suponen el 80% de todas las estrellas de la vía Láctea.

“Nuestras nuevas observaciones con HARPS implican que, alrededor del 40% de todas las estrellas enanas rojas (?) tienen una súper-Tierra orbitando en su zona de habitabilidad, una zona que permite la existencia de agua líquida sobre la superficie del planeta,” afirma Xavier Bonfils (IPAG, Observatorio de Ciencias del Universo de Grenoble, Francia), quien lidera el equipo. “Dado que las enanas rojas son tan comunes, — hay unos 160 mil millones en la Vía Láctea — esto nos lleva a la conclusión de que hay decenas de miles de millones de planetas de este tipo sólo en nuestra galaxias.”

El equipo de HARPS hizo un sondeo, durante un periodo de seis años, de una muestra cuidadosamente seleccionada en los cielos australes compuesta por 102 estrellas enanas rojas. En estas se hallaron un total de nueve súper-Tierras (planetas con masas de entre una y diez veces la masa de la Tierra), incluyendo dos en la zona de habitabilidad de Gliese 581 (eso0915) y Gliese 667 C respectivamente. Los astrónomos pudieron estimar su peso y la distancia a la estrella anfitriona en torno a la cual orbitaban.

Combinando todos los datos (incluyendo observaciones de estrellas que no tenían planetas) y examinando la fracción de planetas existentes que podrían descubrirse, el equipo ha podido deducir cuán comunes pueden ser diferentes tipos de planetas en torno a enanas rojas. Han descubierto que la frecuencia de la presencia de súper-Tierras [3] en la zona de habitabilidad es de un 41% en un rango que va de un 28% a un 95%.

Por otro lado, planetas más masivos, similares a Júpiter y Saturno en nuestro Sistema Solar, parecen no ser muy comunes alrededor de enanas rojas. Se cree que menos del 12% de las enanas rojas tendrían planetas gigantes (con masas de entre 100 y 1.000 veces la masa de la Tierra).

Dado que existen numerosas estrellas enanas rojas cercanas al Sol, la nueva estimación implica que, probablemente, en la vecindad del Sistema Solar, a distancias menores de 30 años luz [4], puede haber del orden de cien súper-Tierras en las zonas de habitabilidad de estas estrellas.

"La zona de habitabilidad en torno a una enana roja, donde la temperatura es apta para la existencia de agua líquida en la superficie, está más cerca de la estrella que en el caso de la Tierra con respecto al Sol," dice Stéphane Udry (Observatorio de Ginebra y miembro del equipo). "Pero las enanas rojas se conocen por estar sujetas a erupciones estelares o llamaradas, lo que inundaría el planeta de rayos X o radiación ultravioleta: esto haría más difícil la existencia de vida".

Uno de los planetas descubiertos en el sondeo de enanas rojas de HARPS es Gliese 667 Cc [5]. Es el segundo planeta de este sistema triple estelar (ver eso0939 para el primero) y parece estar situado cerca del centro de la zona de habitabilidad. Pese a que este planeta es más de cuatro veces más pesado que la Tierra, es el más parecido a nuestro planeta de los encontrados hasta el momento, y casi con total seguridad cuenta con las condiciones adecuadas para la existencia de agua líquida en su superficie. Se trata de la segunda súper-Tierra dentro de la zona de habitabilidad de una enana roja descubierta durante este sondeo de HARPS, tras el anuncio del descubrimiento en 2007 de Gliese 581d y su posterior confirmación en el año 2009.

“Ahora que sabemos que hay muchas súper-Tierras alrededor de enanas rojas cercanas, necesitamos identificar más utilizando tanto HARPS como otros instrumentos futuros. Se espera que alguno de esos planetas pase frente a su estrella anfitriona durante su órbita en torno a la misma — esto abrirá la excitante posibilidad de estudiar la atmósfera de estos planetas y buscar signos de vida”, concluye Xavier Delfosse, otro de los miembros del equipo (eso1210).

Notas
[1] HARPS mide la velocidad radial con una extraordinaria precisión. Un planeta en órbita alrededor de una estrella genera un bamboleo regular de la estrella que la acerca y aleja del observador en la Tierra. Debido al efecto Doppler, este cambio en la velocidad radial provoca un desplazamiento del espectro de la estrella hacia longitudes de onda más largas, a medida que se aleja (llamado desplazamiento al rojo), y un desplazamiento al azul (hacia longitudes de onda más cortas) al acercarse. El débil desplazamiento del espectro de la estrella puede medirse con un espectrógrafo de alta precisión como HARPS y utilizarse para inferir la presencia de un planeta.

[2] Estas estrellas se llaman enanas M porque son de clase espectral M. El esquema más simple de clasificación de las estrellas se basa en la disminución de su temperatura y en el aspecto de su espectro, y cuenta con siete tipos de estrellas. Las M son las más frías.

[3] Los planetas con una masa de entre una y diez veces la masa de la Tierra se denominan súper-Tierras. No hay más planetas de este tipo en nuestro Sistema Solar, pero parecen ser muy comunes alrededor de otras estrellas. El descubrimiento de este tipo de planetas en las zonas habitables alrededor de sus estrellas es muy emocionante ya que, si el planeta fuese rocoso y tuviese agua - como es el caso de la Tierra - sería un potencial albergador de vida.

[4] Los astrónomos utilizaron diez parsecs como definición de “cerca”. Esto corresponde a unos 32,6 años luz.

[5] El nombre significa que el planeta es el segundo descubierto (c) que orbita en torno al tercer componente (C) del sistema estelar triple llamado Gliese 667. Las brillantes estrellas compañeras Gliese 667 A y B se verían de manera prominente en los cielos del planeta Gliese 667 Cc. El descubrimiento de Gliese 667 Cc fue anunciado de manera independiente por Guillem Anglada-Escude y colaboradores en febrero de 2012, apenas dos meses después de que la versión electrónica del artículo de Bonfils et al. estuviera disponible online. La confirmación de los planetas Gliese 667 Cb y Cc por Anglada-Escude y colaboradores se basó ampliamente en observaciones de HARPS y en datos procesados del equipo europeo, que fueron hechos públicos a través de los archivos de ESO.

? Nota de la redacción: Si entre las 102 estrellas estudiadas se encontraron 9 planetas tipo supertierra, esto permite suponer que en esta muestra un 8,8% de estos tenían este tipo de planetas. Si en la galaxia hay 160.000 millones de enanas rojas, existirían alrededor de 14 mil millones de planetas tipo supertierra.

MÉTODOS PARA DESCUBRIR PLANETAS EXTRAPOLARES


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