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(15 Noviembre 2017 - ESO/CA) Un planeta templado, del tamaño de la Tierra, ha sido descubierto a tan solo once años luz del Sistema Solar. El equipo que ha realizado el descubrimiento utilizó el instrumento cazador de planetas HARPS[1] de ESO en el Observatorio La Silla en Chile. El nuevo mundo ha sido designado como Ross 128b y ahora es el segundo planeta templado más cercano tras Próxima b. Orbita a una estrella enana roja inactiva, lo cual puede aumentar las probabilidades de que se trate de un planeta que, potencialmente, pudiera albergar vida.
Los astrónomos han descubierto que alrededor de la estrella enana roja Ross 128, orbita un exoplaneta de baja masa cada 9,9 días. Se espera que este mundo, con el tamaño de la Tierra sea templado, con una temperatura superficial similar a la de la Tierra. Ross 128 es la estrella cercana "más tranquila" que alberga a un exoplaneta templado de este tipo.
Imagen: Recreación artística que muestra al planeta templado Ross 128 b, con su estrella enana roja anfitriona al fondo. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
Pese a ser de las más comunes, las enanas rojas son uno de los tipos de estrella más frías y débiles del universo. Esto hace que sean muy buenos objetivos para la búsqueda de exoplanetas.
Muchas estrellas enanas rojas, como Próxima Centauri, emiten llamaradas que, ocasionalmente, bañan de letal radiación ultravioleta y de rayos X a los planetas que las orbitan. Sin embargo, parece que Ross 128 es una estrella mucho más tranquila, de manera que sus planetas podrían ser la morada más cercana capaz de albergar vida.
Aunque actualmente está a once años luz de la Tierra, Ross 128 se mueve hacia nosotros y se espera que se convierta en nuestra vecina estelar más cercana en tan solo 79 000 años, un parpadeo en términos cósmicos. ¡Para entonces, Próxima b será destronado y Ross 128 b pasará a ser el exoplaneta más cercano a la Tierra!
Con los datos de HARPS, el equipo descubrió que Ross 128 b orbita 20 veces más cerca de su estrella que la distancia a la que la Tierra orbita del Sol. A pesar de la proximidad a su estrella, Ross 128 b recibe sólo 1,38 veces más radiación que la Tierra. Como resultado, se estima que la temperatura de equilibrio de Ross 128b se encuentran entre -60 y 20° C, gracias a la naturaleza débil y fría de su pequeña estrella enana roja, que tiene poco más que la mitad de la temperatura superficial del Sol. Mientras que los científicos involucrados en este descubrimiento consideran que Ross 128 b parece ser un planeta templado, sigue habiendo incertidumbre en cuanto a si el planeta se encuentra dentro, fuera, o en el umbral de la zona habitable [2], donde puede existir agua líquida en la superficie de un planeta.
Actualmente los astrónomos están detectando cada vez más exoplanetas templados y, la próxima etapa, será estudiar con más detalle sus atmósferas, su composición y su química. Será de vital importancia la posible detección de la presencia de biomarcadores en las atmósferas de los exoplanetas más cercanos, incluyendo el oxígeno, un gran paso para el que el ELT (Extremely Large Telescope) de ESO estará preparado [3].
"Las nuevas instalaciones de ESO jugarán un papel crítico, primero, en el censo de planetas de masa parecida a la de la Tierra favorables para su caracterización. En particular, NIRPS, el brazo infrarrojo de HARPS, aumentará nuestra eficiencia en la observación de enanas rojas, que emiten la mayor parte de su radiación en el infrarrojo", concluye Xavier Bonfils del Instituto de Planetología y de Astrofísica de Grenoble – Universidad de Grenoble-Alpes/CNRS, Grenoble, Francia. Ross 128 b será un blanco perfecto para el futuro ELT (Extremely Large Telescope) que ESO construye en Chile, que será capaz de buscar biomarcadores en su atmósfera.
Notas:
[1] HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, buscador de planetas de alta precisión por velocidad radial) de ESO, instalado en el Observatorio La Silla, en Chile. El instrumento, único en su clase, es capaz de detectar el
movimiento inducido en la estrella por la gravedad del planeta. Un planeta que orbitaba cerca de una estrella enana roja de baja masa tiene un mayor efecto gravitatorio sobre la estrella que un planeta similar en órbita más alejada alrededor de una estrella más masiva como el Sol. Como resultado, esta velocidad "radial" resulta mucho más fácil de detectar. Sin embargo, el hecho de que las enanas rojas sean más débiles hace más difícil recoger suficiente señal para las precisas medidas que es necesario llevar a cabo.
[2] La zona habitable está definida por el rango de órbitas alrededor de una estrella, en la que un planeta posee la temperatura adecuada para que exista agua líquida en la superficie del planeta.
[3] Esto sólo es posible en el caso de los pocos exoplanetas que están lo suficientemente cerca como para distinguirlos de sus estrellas por su resolución angular.
(12 Noviembre 2016 - ESO/CA) Luego del descubimiento de que un planeta orbita Próxima Centauri el 2016, los ojos e instrumentos de muchos astrónomos la han sacado de su oscuro rol de ser la más pequeña del sistema de Alfa Centauri, mal que mal es muy posible que sea el primer peldaño en la aventura galáctica de la humanidad.
Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar, es una débil enana roja que se encuentra a poco más de cuatro años luz, en la constelación meridional de Centaurus (el centauro), formando parte del sistema estelar de Próxima Centauri. Es orbitada por Próxima b, un planeta rocoso y cálido del tamaño de la Tierra, el planeta extrasolar más cercano al Sistema Solar. Pero en este sistema hay algo más que un planeta; nuevas observaciones realizadas en el observatorio de ALMA en Chile revelan la presencia de nubes de polvo cósmico frío rodeando la estrella.
Imagen arriba: Esta ilustración muestra qué aspecto podrían tener los cinturones de polvo recién descubiertos alrededor de Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. Este esquema no está a escala: para hacer visible a Próxima b con claridad se le ha mostrado más lejos de la estrella y mayor de lo que es en realidad. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
El autor principal del nuevo estudio, Guillem Anglada [1], del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Granada (España), explica la importancia de este hallazgo: "El polvo alrededor de Próxima es importante porque, tras el descubrimiento del planeta terrestre Próxima b, es el primer indicio de la presencia de un complejo sistema planetario (formado por más de un único planeta) alrededor de la estrella más cercana a nuestro Sol".
Los cinturones de polvo en los sistemas planetarios puede ser parte de los restos del material que no se incorporó a cuerpos de mayor tamaño, como los planetas, o puede haber sido generado en choques de asteroides y cometas posteriormente, como es el caso del que se encuentra en el Sistema Solar y que podemos ver en la "luz zodiacal". Las partículas de roca y hielo en estos cinturones varían en tamaño: desde el más diminuto grano de polvo, más pequeño que un milímetro, hasta cuerpos tipo asteroide con muchos kilómetros de diámetro [2].
El polvo parece encontrarse en un cinturón que se extiende a unos pocos cientos de millones de kilómetros de Próxima Centauri y tiene una masa total de, aproximadamente, una centésima parte de la masa de la Tierra. Se estima que este cinturón tiene una temperatura de unos –230 grados centígrados, la misma que la del Cinturón de Kuiper en el Sistema Solar exterior.
También hay pistas, en los datos de ALMA, que apuntan a la presencia de otro posible cinturón de polvo incluso más frío unas diez veces más lejos. De confirmarse, la naturaleza de un cinturón exterior resultaría intrigante, dado su entorno muy frío lejos de una estrella que es más fría y más débil que el Sol. Ambos cinturones están mucho más lejos de Próxima Centauri que el planeta Próxima b, que orbita a sólo 4 millones de kilómetros de su estrella [3].
Imagen arriba: Imagen de los componentes de los discos de polvo alrededor de la estrella Próxima Centauri. Los componentes no están a escala y los signos de interrogación indican estructuras inciertas. Crédito: Guillem Anglada et al.
Guillem Anglada explica las implicaciones del descubrimiento: "Este resultado sugiere que Próxima Centauri puede tener un sistema múltiple del planetas con una rica historia de interacciones que dieron lugar a la formación de un cinturón de polvo. Estudios más profundos podrían proporcionar información para localizar la ubicación de planetas adicionales que todavía no han sido identificados".
El sistema planetario de Próxima Centauri también es especialmente interesante porque hay planes para una futura exploración directa del sistema con microsondas con velas impulsadas por rayos láser (el proyecto Starshot). Conocer el entorno polvoriento que rodea a la estrella es esencial para la planificación de este tipo de misión.
El coautor Pedro Amado, desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía, explica también que esta observación es sólo el comienzo: "Estos primeros resultados muestran que ALMA puede detectar estructuras de polvo en órbita alrededor de Próxima, y más observaciones nos darán más detalles del sistema planetario de esta estrella. Combinándolas con el estudio de discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes, podremos desvelar muchos de los detalles de los procesos que condujeron a la formación de la Tierra y del Sistema Solar hace unos 4600 millones años. ¡Lo que estamos viendo ahora es sólo una pequeña parte de lo que está por venir!".
Notas
[1] En una coincidencia cósmica, el autor principal del estudio, Guillem Anglada, comparte su nombre con el astrónomo que dirigió el equipo que descubrió Próxima Centauri b, Guillem Anglada-Escudé, coautor del artículo científico en el que se publica esta investigación (aunque no son parientes).
[2] Próxima Centauri es una estrella antigua, de edad similar a la del Sistema Solar. Probablemente, los cinturones de polvo a su alrededor son similares al polvo residual del cinturón de Kuiper y el cinturón de asteroides del Sistema Solar y al polvo que crea la luz Zodiacal. Las imágenes obtenidas por ALMA de los espectaculares discos que rodean a estrellas mucho más jóvenes, como HL Tauri, contienen mucho más material ya que se trata de procesos de formación de planetas.
[3] De confirmarse, la forma aparente del débil cinturón externo daría a los astrónomos una forma de calcular la inclinación del sistema planetario de Próxima Centauri. Parece elíptica debido a la inclinación de lo que se supone que es en realidad un anillo circular. Esto, a su vez, permitiría una mejor determinación de la masa del planeta Próxima b, del cual actualmente solo se conoce su límite inferior.
- DESCUBREN PLANETA EN LA ESTRELLA MÁS CERCANA (25 Agosto 2016)
(09 Enero 2017 - ESO/CA) ESO ha firmado un acuerdo con Breakthrough Initiatives para adaptar la instrumentación del VLT (Very Large Telescope), en Chile, con el fin de realizar una búsqueda de planetas en el sistema estelar cercano Alfa Centauri. Tales planetas podrían ser los objetivos de un eventual lanzamiento de sondas en miniatura por parte de la iniciativa Breakthrough Starshot.
Imagen: En esta imagen vemos el sistema estelar más cercano al Sol, la brillante estrella doble Alfa Centauri AB y su lejana y tenue compañera Próxima Centauri. Crédito: ESO/B. Tafreshi (twanight.org)/Digitized Sky Survey 2.
ESO, representado por el Director General, Tim de Zeeuw, ha firmado un acuerdo con Breakthrough Initiatives, representado por Pete Worden, Presidente de la fundación Breakthrough Prize Foundation y Director Ejecutivo de Breakthrough Initiatives. El acuerdo prevé fondos para el instrumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared, instrumento del VLT para hacer imagen y espectrometría en el infrarrojo medio), instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, que se modificará para potenciar de forma importante su capacidad de búsqueda de planetas potencialmente habitables alrededor de Alfa Centauri, el sistema estelar más cercano a la Tierra. El acuerdo prevé también tiempo de telescopio para llevar a cabo un programa de búsqueda muy preciso en el año 2019.
El descubrimiento en 2016 de un planeta, Próxima b, alrededor de Próxima Centauri, la tercera estrella (y la más débil) del sistema Alfa Centauri, añade aún más ímpetu a esta búsqueda.
Saber dónde están los exoplanetas más cercanos es de primordial interés para Breakthrough Starshot, un programa de investigación e ingeniería, lanzado en abril de 2016, que pretende poner a prueba los “nanocraft”, pequeñas sondas ultrarápidas impulsadas por luz, sentando así las bases para el primer lanzamiento a Alfa Centauri dentro de una generación.
La detección de un planeta habitable es un enorme reto debido a la luminosidad de la estrella anfitriona del sistema planetario, que tiende a iluminar tanto su entorno que no podemos ver los planetas, relativamente tenues. Una manera de hacer esto más fácil es observar en el rango de longitud de onda del infrarrojo medio, donde el resplandor térmico de un planeta reduce la diferencia de brillo entre éste y su estrella anfitriona. Pero, incluso en el infrarrojo medio, la estrella sigue siendo millones de veces más brillante que los planetas que queremos detectar, lo que exige una técnica específica que reduzca la cegadora luz estelar.
El instrumento de infrarrojo medio VISIR, instalado en el VLT, proporcionaría esta capacidad si su calidad de imagen fuera mejorada considerablemente utilizando la óptica adaptativa y si se adaptase para emplear una técnica llamada coronografía, que permite reducir la luz estelar y así revelar la posible señal de potenciales planetas terrestres. Breakthrough Initiatives se hará cargo de gran parte del coste de las tecnologías y los desarrollos necesarios para el experimento y ESO proporcionará las capacidades de observación y el tiempo.
El nuevo hardware incluye un módulo de instrumento contratado a Kampf Telescope Optics (KTO, Múnich), que albergará el sensor de frente de onda, y un nuevo dispositivo de calibración del detector. Además, hay planes para desarrollar un nuevo coronógrafo junto con la Universidad de Lieja (Bélgica) y la Universidad de Uppsala (Suecia).
Detectar y estudiar planetas potencialmente habitables orbitando alrededor de otras estrellas será uno de los principales objetivos científicos del futuro E-ELT (European Extremely Large Telescope). Aunque el tamaño del E-ELT será esencial para obtener una imagen de un planeta a grandes distancias en la Vía Láctea, la capacidad colectora de luz del VLT es apenas suficiente para ver un planeta alrededor de la estrella más cercana, Alfa Centauri.
Los desarrollos de VISIR también serán beneficiosos para el futuro instrumento METIS, que se instalará en el E-ELT, ya que el conocimiento adquirido y la prueba de concepto serán directamente transferibles. El enorme tamaño del E-ELT debería permitir a METIS detectar y estudiar, de haberlos, exoplanetas del tamaño de Marte orbitando Alfa Centauri, así como otros planetas potencialmente habitables alrededor de otras estrellas cercanas.
Información adicional
Breakthrough Initiatives es un programa de exploración científica y tecnológica fundada en 2015 por el inversor de internet y filántropo de la ciencia Yuri Milner para explorar el universo, buscar evidencia científica de vida más allá de la Tierra y fomentar el debate público desde una perspectiva planetaria.
Breakthrough Starshot es un programa de investigación e ingeniería dotado con 100 millones de dólares cuyo objetivo es realizar una prueba de concepto para una nueva tecnología, permitiendo llevar a cabo vuelos espaciales ultraligeros no tripulados al 20% de la velocidad de la luz, sentando las bases para una misión de sobrevuelo de Alfa Centauri para la próxima generación.
Imagen: Imagen del cielo sobre el VLT de Paranal hasta la estrella Alfa Centauro. Crédito: ESO/B. Tafreshi (twanight.org)/Digitized Sky Survey 2.
DESCUBREN PLANETA EN LA ESTRELLA MÁS CERCANA
(12 Diciembre 2016 - ALMA/CA) Nuevas observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ubicado el Llano de Chajnantor en el Desierto de Atacama, en Chile, revelaron las marcas de dos planetas recién formados del tamaño de Saturno orbitando una joven estrella conocida como HD 163296. Estos planetas, aún en proceso de formación, revelaron su presencia dejando una doble huella en la zona llena de polvo y gas del disco protoplanetario de la estrella.
Arriba: Imagen compuesta del disco protoplanetario alrededor de la joven estrella HD 163296. El área roja central muestra el polvo del disco protoplanetario, mientras que el área azul, más grande, muestra el gas en el sistema. ALMA observó que en los dos surcos exteriores del polvo, se evidencia una baja en la concentración de monóxido de carbono (CO), lo que sugiere la presencia de dos planetas en formación. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).
HD 163296 es una joven estrella de ‘apenas’ unos 5 millones de años y una masa aproximada de dos veces nuestro Sol. Se encuentra a unos 400 años-luz de la Tierra en dirección de la constelación de Sagitario.
Gracias a observaciones de otros sistemas estelares jóvenes realizadas anteriormente, los astrónomos empezaron a entender mejor la formación planetaria. Por ejemplo, las imágenes de ALMA de HL Tauri y TW Hydrae revelaron unos sorprendentes surcos y prominentes estructuras de anillo en sus respectivos discos de polvo. Estas podrían ser señales claras de que allí se están formando planetas. Y para sorpresa de los astrónomos, estas señales aparecieron alrededor de estrellas mucho más jóvenes de lo que creían posible, lo cual significa que los planetas pueden empezar a aparecer poco tiempo después de que se forme un disco protoplanetario.
“ALMA nos ha mostrado maravillosas imágenes inéditas de anillos y surcos alrededor de estrellas jóvenes, que podrían ser el sello distintivo de formación planetaria. No obstante, como solo estamos mirando el polvo del disco en detalle, no podíamos estar seguros qué era lo que creaba estás formaciones.”, comenta Andrea Isella, astrónomo de la Universidad Rice en Houston (Texas, EE. UU.) y autor principal de un artículo publicado en Physical Review Letters.
Al estudiar HD 163296, los investigadores usaron ALMA para trazar, por primera vez, la distribución de ambos componentes, polvo y gas de monóxido de carbono (CO), del disco con el mismo nivel de detalle.
Estas observaciones revelaron tres surcos bien definidos en el polvoriento disco protoplanetario. El primer surco se encuentra a unas 60 unidades astronómicas (UA) de la estrella central, lo cual equivale aproximadamente a la distancia que separa nuestro Sol de Neptuno (una unidad astronómica es equivalente a la distancia promedio entre la Tierra y el Sol). Los otros dos surcos se encuentran a 100 y 160 UA de la estrella, lo que supera con mucho la extensión del Cinturón de Kuiper, la parte de nuestro Sistema Solar habitada por astros congelados después de la órbita de Neptuno.
Usando la capacidad de ALMA para detectar las débiles ondas milimétricas emitidas por las moléculas de gas, Isella y su equipo descubrieron que había también una depresión apreciable en la cantidad de CO en los dos surcos exteriores.
Al ver el mismo patrón repetido en el gas y el polvo del disco, los astrónomos creen haber encontrado indicios fehacientes de que hay dos planetas formándose bastante alejados de la estrella central. El ancho y la profundidad de estos dos surcos en el gas sugieren que la masa de cada uno de los potenciales planetas es equivalente a la de Saturno, informó el astrónomo.
Imagen: Acercamiento del disco protoplanetario de polvo alrededor de la joven estrella HD 163296. Crédito: ALMA.
En el surco más cercano a la estrella, los investigadores no encontraron casi diferencia entre la concentración de gas CO y el disco de polvo. Esto indica que este surco podría haberse originado por otro fenómeno distinto a la formación de un planeta.
“El polvo y el gas tienen comportamientos muy diferentes alrededor de estrellas jóvenes”, explica Isella. “Sabemos, por ejemplo, que hay ciertos procesos químicos y físicos que pueden producir estructuras de anillos en los discos de polvo, como las que vimos. Ciertamente podemos pensar que esas estructuras son originadas por la formación planetaria, pero no podemos descartar otras explicaciones posibles. Las nuevas observaciones que realizamos proveen valiosa evidencia de que efectivamente se están formando planetas alrededor de esta joven estrella”.
Imagen: Representación artística del disco protoplanetario de la joven estrella HD163296. Al estudiar la distribución del polvo (beige) y del monóxido de carbono (celeste) en el disco, los astrónomos descubrieron indicios fehacientes de dos planetas que se están formando en los dos surcos exteriores del disco. Crédito: B. Saxton, NRAO/AUI/NSF. |
Información adicional
Este estudio aparecerá en un artículo titulado “Estructuras en anillo reveladas por ALMA en el disco de HD 163296” (“Ringed structure of the HD 163296 disk revealed by ALMA”) por Isella et al. en la revista especializada Physical Review Letters.
Video de las recientes observaciones con ALMA de la joven estrella HD 163296 que muestran cómo los perfiles de gas y polvo de su disco protoplanetario podrían demostrar la presencia de planetas en formación.
Créditos: Escrito y narrado por C. Blue, NRAO/AUI/NSF; Producido por A. Angelich, NRAO/AUI/NSF Video y animaciones adicionales de ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Isella, C. Brogan, L. Cieza, M. Kornmesser, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ESO/L. Calçada, M. Kornmesser, C. Malin (christophmalin.com); NASA/GSFC Conceptual Image Lab; ESA/Hubble/M. Kornmesser, L. L. Christensen; NSF/A. Khan; S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA). Música de Mark Mercury. Traducción al español de Ney Fernández para ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).
(21 Septiembre 2016 - Gemini/CA) Combinando el poder del telescopio de 8 metros de Gemini Sur en Chile con una cámara de muy alta resolución, un equipo de astrónomos confirmó la existencia de una familia de planetas posiblemente del tamaño de la Tierra, orbitando la estrella TRAPPIST-1, situada a unos 40 años luz de distancia.
Imagen arriba: Interpretación artística del interior del sistema exo-planetario TRAPPIST-1, con tres planetas del tamaño de la Tierra en órbita alrededor de una estrella de baja densidad, ubicada apenas a 40 años luz de distancia. El telescopio de Gemini Sur obtuvo imágenes en alta resolución nunca antes vistas de la estrella, que revelaron que no existe otro compañero estelar, otorgando evidencia poderosa de que es probable que existan tres planetas rocosos orbitando la estrella. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Observaciones previas de la estrella, que tiene apenas el 8% de la masa de nuestro Sol, revelaron diferencias en la emisión de luz que podrían ser resultado del movimiento de varios planetas del tamaño de la Tierra orbitando alrededor de la estrella TRAPPIST-1. Si bien esas diferencias también podrían ser resultado de una compañera estelar no visible aún, las observaciones de Gemini no identificaron ninguna estrella vecina, abriendo la posibilidad de la existencia de múltiples planetas del tamaño de la Tierra orbitando TRAPPIST-1.
Steve Howell, del Centro de Investigación Ames de la NASA lideró las observaciones de muy alta resolución utilizando el Instrumento de Inspección Diferencial Speckle (DSSI por sus siglas en inglés), que ya fue utilizado en ambos telescopios de Gemini para sondear otros sistemas exoplanetarios. Las nuevas observaciones refuerzan la hipótesis que varios planetas del tamaño de la Tierra son responsables de las fluctuaciones en el brillo de la estrella. “Al no encontrar compañeros estelares en su vecindad, confirmamos que una familia de planetas más bien pequeños orbitan esta estrella”, señala Howell. “Utilizando Gemini, podemos ver una zona de esta estrella más cercana que la que comprende la órbita de Mercurio alrededor de nuestro Sol”.
La investigación, dirigida por Howell, se publicará en la edición del 13 de septiembre de la revista Astrophysical Journal Letters.
TRAPPIST-1 corresponde a lo que los astrónomos llaman una estrella de tipo M tardía, que consiste en una estrella pequeña, muy fría (comparada a la mayoría de las estrellas), y débil. Las estrellas tipo M son tan débiles que los únicos ejemplares que podemos observar se encuentran relativamente cerca, como así lo demuestran las observaciones realizadas con Gemini, las cuales permiten sondear muy de cerca estas estrellas para buscar compañeras estelares.
“Como actualmente no existe ningún telescopio capaz de fotografiar un planeta del tamaño de la Tierra alrededor de otra estrella –aún orbitando una estrella tan cercana como TRAPPIST-1-, nuestro instrumento en Gemini nos permite detectar compañeras estelares cercanas e incluso enanas marrón”, explica Elliot Horch, (de la Universidad Estatal de Carolina del Sur) co-autor de la investigación. “Tales observaciones no sólo validan la existencia de exoplanetas, sino también su pequeño tamaño”.
Hoy en día, las estrellas M son de gran interés para los astrónomos por cuanto su pequeño tamaño permite una detección más fácil de planetas del tamaño de la Tierra. El débil brillo de las estrellas M implica que los potenciales planetas habitables tendrían períodos orbitales cortos, del orden de semanas. Tales planetas serán blanco de estudios detallados tanto de los telescopios situados en Tierra como de los telescopios espaciales, que intentarán medir la composición de sus atmósferas y comprobar si corresponden efectivamente a planetas como la Tierra.
El descubrimiento del linaje de posibles exoplanetas en TRAPPIST-1, comenzó a fines de 2015 con datos provenientes del proyecto del Pequeño Telescopio para el Tránsito de Planetas y Planetoides (o TRAPPIST, por sus siglas en inglés). Este trabajo, publicado en la edición del 12 de Mayo de 2016 de la revista Nature y liderado por Michael Gillon, observó la estrella TRAPPIST-1 por 62 noches. Durante ese período, se encontró que la estrella fluctúa en un modo que es consistente con la existencia de al menos tres planetas del tamaño de la Tierra orbitando, eclipsando y bloqueando periódicamente parte del brillo de la estrella que llega en línea recta a la Tierra. Mientras el trabajo aún continúa para refinar el número total de planetas, al parecer dos de ellos orbitan la estrella en 1.5 y 2.4 días respectivamente, y están tan cerca de ella que reciben cuatro y dos veces, respectivamente, la radiación que recibe la Tierra del Sol. El tercer planeta es más difícil de caracterizar, pero es posible que tenga períodos orbitales comprendidos entre 4 a 73 días. El período más probable de este tercer planeta es de 18 días, y lo situaría en la zona habitable de este sistema, donde el agua líquida podría existir en su superficie.
Las observaciones de Gemini realizadas con el instrumento DSSI, fueron realizadas durante una visita temporal del instrumento en el telescopio de Gemini Sur en Chile. “El floreciente programa de Instrumentos Visitantes de Gemini está produciendo resultados espectaculares en todas las áreas de la astronomía”, dijo Chris Davis, director programático en la Fundación Nacional de las Ciencias de los Estados Unidos (NSF por sus siglas en inglés), una de las agencias que financian al Observatorio Internacional de Gemini y que también proveyó financiamiento inicial para DSSI. “Las observaciones del sistema de exoplanetas de TRAPPIST-1 realizadas con DSSI sólo son un ejemplo.
El equipo del instrumento y sus colaboradores merecen el crédito por construir un instrumento tan versátil y productivo, y también por ponerlo a disposición de todos los usuarios de Gemini”.
El instrumento DSSI en Gemini otorga una capacidad única para caracterizar el medioambiente alrededor de sistemas exoplanetarios. Provee, además, imágenes con una resolución extremadamente alta, mediante la captura de múltiples exposiciones muy cortas de una estrella (60 milisegundos), lo que permite capturar detalles mínimos y “congelar” la turbulencia causada por la atmósfera. Combinando las imágenes y removiendo las distorsiones momentáneas causadas por la atmósfera terrestre, las imágenes finales tienen una resolución igual a la que el telescopio produciría si estuviera en el espacio. Con esta técnica, llamada interferometría de speckle, se pueden ver detalles en el límite teórico de los 8 metros del espejo primario de Gemini, produciendo las imágenes individuales de más alta resolución del telescopio que se encuentran a disposición de los astrónomos. La resolución disponible se compara a una fotografía que permite distinguir por separado las dos luces frontales de un auto situado a unos 3.200 kilómetros de distancia.
(25 Agosto 2016 - ESO/Nature/CA) Luego de una corta e intensa campaña de observación realizada desde el Observatorio de La Silla, en Chile, un grupo de astrónomos ha descubierto en la estrella más cercana al Sol, Próxima Centauri, un planeta del tamaño de la Tierra orbitándola de cerca cada 11 días. Para una estrella fría como Próxima, el planeta está a la distancia adecuada para que exista allí agua líquida. El descubrimiento, publicado hoy en la revista Nature, cumple un sueño de larga data de los escritores de ciencia ficción - un mundo potencialmente habitable que está lo suficientemente cerca para que los humanos puedan envíar su primera nave interestelar, que llegue a un lugar donde los astronautas puedan descender (1).
Imagen arriba: Esta ilustración nos muestra al planeta Próxima b orbitando a la estrella enana roja Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. La estrella doble Alfa Centauri AB también aparece en la imagen, entre el planeta y la propia Próxima. Próxima b es un poco más masivo que la Tierra y orbita en la zona habitable que rodea a Próxima Centauri, donde la temperatura permitiría la existencia de agua líquida en su superficie. Crédito: ESO/M. Kornmesser.
"La búsqueda de la vida comienza ahora", dice Guillem Anglada-Escudé, astrónomo de la Universidad Queen Mary de Londres y líder del equipo que realizó el descubrimiento.
El planeta de Proxima, bautizado como Próxima b, es al menos 1,3 veces la masa de la Tierra. El planeta orbita su estrella enana roja - mucho más pequeña y menos brillante que el Sol - cada 11,2 días.
Estudios anteriores habían insinuado la existencia de un planeta alrededor de Proxima. A partir de 2000, un espectrógrafo en el Observatorio Europeo del Sur (ESO) en Chile buscó los cambios en la luz de las estrellas causadas por el tirón gravitacional de un planeta en órbita. Las mediciones resultantes sugerían que algo estaba pasando a la estrella cada 11,2 días. Pero los astrónomos no podían descartar si la señal era causada por un planeta en órbita u otro tipo de actividad, como llamaradas estelares.
En enero de 2016, Anglada-Escudé y sus colegas pusieron en marcha una campaña para comprobar si se trataba en realidad de un planeta. ESO accedió a su petición para observar con un instrumento de búsqueda de planetas, durante 20 minutos casi todas las noches entre el 19 de enero y 31 de marzo. "Tan pronto como tuvimos 10 noches, era obvio (que existía)", dice Anglada-Escudé.
El equipo de trabajo inició una campaña que llamaron "pale red dot (pálido punto rojo)', por la famosa fotografía de la Tierra tomada por la nave espacial Voyager 1 en 1990, a petición de Carl Segan y que bautizó como "punto azul pálido". Porque Próxima es una estrella enana roja y el planeta se vería rojizo al ser bañado por su luz.
Aunque el planeta orbita a una distancia que permitiría la existencia de agua líquida, otros factores pueden hacerlo inhabitable. Al estar tan cerca de su estrella las mareas inducidas por la gravedad de la estrella madre lo tendrían bloqueado en una órbita sincrónica - donde el mismo hemisferio se orienta siempre mirando hacia a la estrella. Esto haría a un lado del planeta extremadamente caliente, mientras que el otro permanece helado (parecido a lo que le ocurre a Mercurio con el Sol(2)). Además, la extrema actividad de la estrella bañaría ocasionalmente el planeta con destructivas llamaradas de rayos X. Y no está claro si el planeta Próxima b tiene una atmósfera protectora, que pueda permitirle albergar vida.
Imagen arriba: Esta infografía compara la órbita del planeta que gira alrededor de Próxima Centauri (Próxima b) con la misma región del Sistema Solar. Próxima Centauri es más pequeña y más fría que el Sol y el planeta orbita mucho más cerca de su estrella que Mercurio de nuestro Sol, con lo que se encuentra dentro de la zona de habitabilidad, lo que permitiría la existencia de agua líquida en la superficie del planeta si el planeta no estuviera capturado sincrónicamente con la estrella, como ocurre con Mercurio y el Sol (2).
Crédito:
ESO/M. Kornmesser/G. Coleman.
Proxima sería un miembro lejano del sistema triple de la estrella doble Alfa Centauri. En 2012, un artículo de Nature informó de un planeta de masa terrestre en órbita alrededor de otro miembro de ese trío estelar, Alpha Centauri B2. Este resultado ha sido ahora descartado, pero los especialistas en exoplanetas, como Artie Hatzes, astrónomo del Observatorio Estatal de Turingia en Tautenburg, Alemania, afirman que el exoplaneta de Próxima será comprobado.
"La gente me llama el Mr. Escéptico, y creo que este resultado es más robusto", dice Hatzes.
Los investigadores esperan ahora saber si el planeta de Próxima pasa frente a la cara de su estrella vista desde la Tierra. Las posibilidades son bajas, pero un "tránsito" como este podrían revelar detalles del planeta, tales como si tiene una atmósfera. Un equipo dirigido por Kipping ha estado buscando de forma independiente para tránsitos alrededor de Proxima, y ??se encuentra analizando frenéticamente sus datos en busca de cualquier señal.
El descubrimiento del planeta Proxima llega en un momento de creciente interés científico en pequeños planetas alrededor de estrellas enanas, dice Steinn Sigurdsson, astrofísico de la Universidad Estatal de Pensilvania en University Park. El telescopio espacial Kepler de la NASA ha demostrado que los planetas rocosos son comunes alrededor de tales estrellas, que a su vez son el tipo más común de estrellas en la Galaxia. "Esta es una reivindicación total de esa estrategia de búsqueda", dice.
Un día, el planeta Proxima b podría ser visto como el nacimiento de una nueva etapa en la investigación planetaria. "Nos da el objetivo y el enfoque para construir la próxima generación de telescopios y un día tal vez incluso llegar a visitarlo", dice Kipping. "Es exactamente lo que necesitamos para llevar la ciencia exoplanetario al siguiente nivel."
Notas:
(18 Mayo 2016 - ALMA/CA) Un equipo de astrónomos de institutos astronómicos científicos chilenos y extranjeros, utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en San Pedro de Atacama, Chile, para realizar la primera imagen en alta resolución de un cinturón de cometas (similar al Cinturón de Kuiper (1) de nuestro Sistema Solar) alrededor de HR 8799, la única estrella con varios planetas de los cuales se han obtenido imágenes directas hasta el momento. La forma de este disco de polvo, y sobre todo su borde interno, curiosamente no coincide con las órbitas de los planetas, con lo cual o bien estos cambiaron de posición con el tiempo, o aún queda más de un planeta por descubrir en el sistema.
Imagen arriba:
Imagen obtenida por ALMA del anillo de cometas y polvo alrededor de HR 8799, la única estrella con varios planetas que han sido plasmados en imágenes. De los nuevos datos se infiere que los planetas han migrado o bien hay un planeta que aún no se ha descubierto. El acercamiento en la imagen, obtenida con el Very Large Telescope de la ESO, muestra la ubicación de los planetas conocidos de este sistema en relación a la representación gráfica de la estrella central. Créditos: Booth et al., ALMA (NRAO/ESO/NAOJ).
“Estos datos realmente nos permiten observar el borde interno de este disco por primera vez”, explica Mark Booth, de la Pontificia Universidad Católica de Chile, autor principal de la investigación. “Al estudiar las interacciones entre los planetas y el disco, esta nueva observación muestra que o los planetas que vemos tuvieron órbitas diferentes en el pasado o hay al menos un planeta más en el sistema que todavía no se ha detectado por ser demasiado pequeño”.
El disco, que se extiende por una zona de entre 150 y 420 unidades astronómicas (2), es generado por colisiones de cometas en la periferia de este sistema estelar. Con ALMA se pudo obtener imágenes de las emisiones del polvo que compone el disco. Según los investigadores, el hecho de que los granos de polvo sean tan pequeños permite suponer que los planetas del sistema son más grandes que Júpiter. En observaciones hechas anteriormente en longitudes de onda más cortas no se había detectado esta falta de uniformidad en el disco. No se sabe a ciencia cierta si la diferencia se debe a la baja resolución de las observaciones anteriores o a que las diferentes longitudes de onda corresponden a diferentes tamaños de grano, que podrían tener una distribución levemente distinta.
HD 8799 es una joven estrella que tiene aproximadamente 1,5 veces la masa del Sol y se ubica a 129 años luz de la Tierra, en dirección de la constelación de Pegaso. En 1986, el satélite IRAS, que observó el cielo en infrarrojo, descubrió que esta estrella emitía luz en esa frecuencia. Posteriormente se siguió observando en diversas frecuencias de luz, lo que permitió el descubrimiento de un sistema planetario a su alrededor en noviembre del 2008, por el canadiense Christian Marois que lo observó los planetas directamente con los telescopios Keck y Gemini Norte en Hawaii.
“Esta es la primera vez que se obtiene la imagen de un sistema multiplanetario con polvo que orbita a su alrededor, lo cual nos permite compararlo con la formación y las dinámicas de nuestro propio Sistema Solar”, explica el coautor del estudio Antonio Hales, del observatorio ALMA y del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos, en Charlottesville (Virginia).
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Notas:
(10 Mayo 2016 - NASA/El País/CA) En una concurrida conferencia de prensa, la NASA anunció hoy día, que los astrónomos del telescopio espacial Kepler, han confirmado el descubrimiento de 1.284 nuevos exoplanetas, duplicando la cantidad de estos objetos encontrados hasta hasta la fecha.
“Este anuncio duplica el número de planetas confirmados por el Kepler", ha dicho Ellen Stofan, científica jefe de la NASA en la rueda de prensa celebrada hoy. “Esto nos da esperanzas de que en algún lugar ahí afuera, en una estrella muy similar a la nuestra, podamos descubrir otra Tierra”, añadió.
Del conjunto de planetas presentado hoy, unos 550 son rocosos y de un tamaño similar al de la Tierra. Nueve de ellos orbitan en la zona habitable de sus estrellas, donde puede existir agua líquida y, por tanto, vida. Con esta nueva adición, ya se conocen 21 planetas de este tipo, los más parecidos a la Tierra y con las mayores posibilidades a albergar vida.
Entre todos los nuevos descubrimientos hay dos que han llamado la atención de los científicos por su extraordinario parecido con la Tierra. Entre ellos hay uno con un tamaño casi exactamente igual al de nuestro planeta y otro donde un año dura casi lo mismo, en concreto 380 días, han dicho los científicos del Kepler.
Esto nos da esperanzas de que en algún lugar ahí afuera, en una estrella muy similar a la nuestra, podamos descubrir otra Tierra
Si se extrapolan los números de planetas de este tipo detectados hasta ahora a la población de estrellas conocidas, se obtiene que probablemente existan decenas de miles de millones de planetas habitables en toda la Vía Láctea y que “el más cercano podría estar a apenas 11 años luz”, ha dicho Batalha.
Imagen arriba: Desde que Kepler fue lanzado en 2009, se han descubierto en las zonas habitables de sus estrellas a 21 planetas con menos del doble del tamaño de la Tierra. Las esferas de color naranja representan los nueve planetas recién validado el 10 de mayo de 2016 y los discos azules a los 12 planetas conocidos anteriormente. Estos planetas se representan con relación a la temperatura de su estrella y con respecto a la cantidad de energía que se recibe de su estrella en su órbita en unidades terrestres. Los tamaños de los exoplanetas indican los tamaños relativos el uno al otro. Las imágenes de la Tierra, Venus y Marte se colocan en este diagrama como referencia. Las regiones de luz y sombra verde oscuro indican los límites de la zona habitable conservadora y optimista. Créditos: NASA Ames / N. Batalha y W. Stenzel.
El descubrimiento presentado hoy se hizo en base al catálogo de Kepler de julio de 2015, que entonces tenía 4.302 candidatos. El método que se ha empleado es estadístico y asigna una probabilidad determinada de que cada planeta candidato detectado por el Kepler exista realmente. Según los resultados, publicados en The Astrophysical Journal, hay más de un 99% de posibilidades de que los 1.284 planetas descubiertos sean reales y no fallos del sistema. Otros 1.327 candidatos son probables, pero no superan ese nivel de confianza. Lo más probable es que los 707 restantes sean otro tipo de fenómeno astrofísico, ha dicho la NASA en un comunicado.
Gracias a este instrumento, que ha seguido funcionando a pesar de una avería en 2013, se han conocido mundos y sistemas solares cuya simple existencia hubiera sonado a ciencia ficción hace 30 o 40 años.
De los cerca de 5 000 candidatos a exoplanetas descubiertos hasta el momento, se han verificado más de 3 200, de los que 2 325 se han descubierto con Kepler. Lanzado en marzo 2009 a una órbita alrededor del Sol que sigue a la Tierra, Kepler es la primera misión de los Estados Unidos en descubrir planetas extrasolares del tamaño de la Tierra y posiblemente habitables.
Durante cuatro años Kepler ha monitoreado 150 000 estrelas de un sector del cielo, midiendo su luminosidad y atento a las pequeñas disminuciones que indiquen el paso de un planeta frente a ellas.
El futuro sucesor del Kepler, el Transiting Exoplanet Survey Satellite de NASA será lanzado en 2018, y usará el mismo método para monitorear 200 000 estrellas brillantes cercanas, buscando planetas similares a la Tierra.
(3 Mayo 2016 - ESO/CA) Mediante el telescopio TRAPPIST, instalado en el Observatorio La Silla de ESO en la Región de Coquimbo en Chile, un equipo de astrónomos ha descubierto tres planetas orbitando a una estrella enana ultrafría a tan solo 40 años luz de la Tierra. Los autores del descubrimiento aseguran que estos mundos, similares en tamaño a Venus y la Tierra, serían los mejores candidatos encontrados hasta ahora para la búsqueda de alguna forma de vida fuera del Sistema Solar entre los planetas extrasolares encontrados hasta ahora. Son los primeros planetas descubiertos alrededor de una estrella tan pequeña y débil.
El equipo de astrónomos dirigido por Michaël Gillon, del Instituto de Astrofísica y Geofísica de la Universidad de Lieja (Bélgica), ha utilizado el telescopio belga TRAPPIST [1] para observar la estrella 2MASS J23062928-0502285, ahora también conocida como TRAPPIST-1. Descubrieron que esta estrella débil y fría se desvanecía ligeramente a intervalos regulares, indicando que varios objetos pasaban entre la estrella y la Tierra [2]. Un análisis detallado mostró la presencia de tres planetas con tamaños similares a la Tierra.
TRAPPIST-1 es una estrella enana ultrafría —mucho más fría y más roja que el Sol y apenas más grande que Júpiter—. Este tipo de estrellas son muy comunes en nuestro sector de la Vía Láctea y muy longevas. A pesar de estar tan cerca de la Tierra, esta estrella es demasiado débil y roja para poder verla a simple vista o con un telescopio de aficionado de gran tamaño. Se encuentra en la constelación de Acuario (El aguador).
Imagen arriba: Esta ilustración muestra una vista imaginaria desde cerca de uno de los tres planetas que orbitan a una estrella enana ultrafría a tan sólo 40 años luz de la Tierra, uno de los planetas interiores es visto en tránsito a través del disco de su pequeña y tenue estrella. Crédito: TRAPPIST/La Silla/ESO.
Observaciones de seguimiento llevadas a cabo con telescopios más grandes, incluyendo el instrumento HAWK-I, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de 8 metros de ESO, en Chile, han demostrado que los planetas que orbitan a TRAPPIST-1 tienen tamaños muy similares al de la Tierra. Dos de estos tienen períodos orbitales de cerca de 1,5 y 2,4 días respectivamente, y no se ha podido determinar con precisión el período del tercero, que podría estar en un rango de entre 4,5 y 73 días.
“Con períodos orbitales tan cortos, los planetas están entre 20 y 100 veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. La estructura de este sistema planetario es mucho más similar en escala al sistema de lunas de Júpiter que al del Sistema Solar”, explica Michaël Gillon.
Aunque orbitan muy cerca de su estrella enana anfitriona, los dos planetas interiores sólo reciben cuatro y dos veces, respectivamente, la cantidad de radiación recibida por la Tierra, ya que su estrella es mucho más débil que el Sol. Esto los coloca en una posición más cercana a la estrella que la zona de habitabilidad de este sistema, aunque es posible que posean regiones habitables en sus superficies. El tercer planeta es exterior y todavía no se conoce muy bien su órbita, pero probablemente reciba menos radiación que la Tierra, aunque tal vez sea suficiente como para encontrarse dentro de la zona de habitabilidad.
Al estar tan cercas de su estrellas, los tres planetas deben tener sincronizados sus períodos de rotación con sus órbitas, producto de la fuerza de las mareas inducidas por la estrella en el planeta. Esto los deja dándoles una misma cara a la estrella durante todo su año, tal como lo hace parcialmente Mercurio y Venus con el Sol, esto produce un excesivo recalentamiento en la cara diurna de planeta, que en Mercurio alcanza los 400 grados Célcius y en su cara nocturna baja de los 100 grados Célcius bajos cero. Condiciones muy desfaborables para cualquier forma de vida.
Emmanuël Jehin, coautor del nuevo estudio, está entusiasmado: "realmente se trata de un cambio de paradigma con respecto a qué camino seguir en nuestra búsqueda de planetas y de vida en el universo. Hasta ahora, la existencia de estos “mundos rojos” orbitando alrededor de estrellas enanas ultra frías era puramente teórica, pero ahora tenemos, no un solitario planeta alrededor de una estrella roja débil, ¡sino un sistema completo de tres planetas!".
Michaël Gillon, autor principal del artículo que presenta el descubrimiento, explica el significado de los nuevos hallazgos: "¿Por qué estamos tratando de detectar planetas como la Tierra alrededor de estrellas más pequeñas y más frías en las vecindades del Sistema Solar? La razón es simple: con la tecnología actual, los sistemas alrededor de estas pequeñas estrellas son los únicos lugares donde podemos detectar vida en un exoplaneta del tamaño de la Tierra. Así que, si queremos encontrar vida en otros lugares del universo, ahí es donde debemos comenzar a buscar".
Los astrónomos buscarán señales de vida estudiando el efecto que tiene la atmósfera de un planeta en tránsito sobre la luz que llega a la Tierra. Para la mayor parte de los planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas, este pequeño efecto se ve saturado por la brillantez de la luz de la estrella. Sólo en el caso de estrellas enanas rojas ultrafrías y débiles — como TRAPPIST-1 — este efecto es lo suficientemente grande como para ser detectado.
"Gracias a varios telescopios gigantes actualmente en construcción, incluyendo el E-ELT de ESO y el James Webb Space Telescope de la NASA/ESA/CSA (cuyo lanzamiento se prevé para el 2018), pronto seremos capaces de estudiar la composición de la atmósfera de estos planetas y explorarlas, primero en busca de agua y, luego, en busca de trazas de actividad biológica. Es un paso de gigante en la búsqueda de vida en el universo", concluye Julien de Wit, coautor del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) en Estados Unidos.
Este trabajo abre una nueva vía para la caza de exoplanetas, ya que alrededor del 15% de las estrellas cercanas al Sol son estrellas enanas ultrafrías y también sirve para poner de manifiesto que la búsqueda de exoplanetas ha entrado en el reino de los “primos” potencialmente habitables de la Tierra. El sondeo TRAPPIST es un prototipo para un proyecto más ambicioso llamado SPECULOOS que se instalará en el Observatorio Paranal de ESO [3].
Notas
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Los resultados se publicaron en la revista Nature el 02 de mayo de 2016.
Ver artículo científico.
(31 Marzo 2016 - ALMA) El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en San Pedro de Atacama, Chile, ha producido nuevas imágenes con un nivel de detalle sin precedentes en las que se observa el disco protoplanetario que circunda la estrella TW Hydrae, similar al Sol. De acuerdo a los modelos de formación de planetas, es en estos discos de polvo y gas alrededor de jóvenes estrellas donde se forman los planetas.
Debido a su proximidad a la Tierra (unos 175 años luz de distancia) y a su condición de estrella infante (tiene cerca de 10 millones años). Además, desde la Tierra, la vemos de cara, TW Hydrae ofrece a los astrónomos una vista poco habitual y sin distorsiones de los discos protoplanetarios que hay alrededor de la estrella.
En el disco, se aprecia un claro vacío, separado de su estrella por la misma distancia que separa a la Tierra del Sol, lo que podría ser indicio de que está empezando a formarse una joven versión de nuestro planeta, o quizá una súper-Tierra, mucho más masiva.
Imagen arriba: Imagen obtenida con ALMA del disco alrededor de la joven estrella TW Hydrae. Se trata de la mejor imagen de un disco protoplanetario conseguida hasta ahora con ALMA y revela los anillos y vacíos que hacen suponer la formación de planetas en este sistema. Crédito: S. Andrews (CfA); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).
La imagen del recuadro (en la parte superior derecha) muestra un vacío oscuro cerca de la estrella, a una distancia similar a la que existe entre la Tierra y el Sol: un indicio de que el polvo y el gas allí presentes podrían estar dando nacimiento a un planeta similar al nuestro. Las demás zonas concéntricas de luz y oscuridad en partes más alejadas del disco representan otras zonas de formación planetaria.
Los otros anillos vacíos están a 3.000 y 6.000 millones de kilómetros de la estrella central, distancias similares a las que separan el Sol de Urano y Plutón en nuestro Sistema Solar. Es muy probable que Urano y Plutón también sean el resultado de un proceso de aglomeración de partículas y hayan terminado barriendo todo el polvo y el gas en el trayecto de su órbita, esparciendo el material remanente en franjas bien definidas.
“En estudios hechos anteriormente con radiotelescopios y telescopios ópticos se confirmó que esta estrella tiene un disco prominente cuyas características permiten suponer que allí están empezando a formarse nuevos planetas”, afirma Sean Andrews, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, en Cambridge (Massachusetts), autor principal de un artículo publicado hoy en The Astrophysical Journal Letters. “Las nuevas imágenes de ALMA muestran el disco con un nivel de detalle sin precedentes, y revelan la presencia de unos brillantes anillos de polvo concéntricos con unos vacíos oscuros, características intrigantes que hacen suponer que allí se está formando un planeta con una órbita similar a la de la Tierra”.
En estas nuevas observaciones de TW Hydrae, los astrónomos tradujeron en imágenes las débiles ondas de radio emitidas por granos de polvo milimétricos presentes en el disco, revelando detalles en distancias como la que separa a la Tierra del Sol (150 millones de kilómetros). Estas observaciones se lograron gracias a la alta resolución de ALMA y su configuración de línea de base larga. Cuando se adopta la configuración más amplia de ALMA, sus antenas quedan separadas por distancias de hasta 15 kilómetros, y de esa forma son capaces de alcanzar un mayor nivel de detalle. “Esta es la imagen de mayor resolución espacial que haya generado ALMA de un disco protoplanetario, un récord que será difícil de batir”, afirma Andrews [1].
“TW Hydrae es bastante especial. Es el disco protoplanetario más cercano a la Tierra entre los que conocemos, y podría ser muy similar a lo que era nuestro Sistema Solar cuando tenía apenas 10 millones de años”, señala David Wilner, también del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, quien colaboró en la redacción del artículo.
En observaciones realizadas anteriormente con ALMA en otro sistema similar, HL Tau, se reveló que incluso los discos protoplanetarios más jóvenes —de tan solo 1 millón de años— pueden presentar rasgos similares que delatan la formación de planetas. Al estudiar el disco de TW Hydrae, que se encuentra en una etapa más avanzada, los astrónomos esperan entender mejor la evolución de nuestro propio planeta y contribuir a la búsqueda de otros sistemas similares en la Galaxia.
La próxima etapa de investigación consistirá en determinar cuán comunes son estos fenómenos en discos que rodean otras jóvenes estrellas y cómo podrían cambiar con el tiempo o según las condiciones del entorno.
Notas
(23 Julio 2013 - ESO) Por primera vez se ha obtenido una imagen de una línea de nieve en un remoto sistema solar muy joven. Se llama así a la región del disco protoplanetario alrededor de de una estrella en formación donde se acumula la nieve de elementos volátiles (H2O, CO2, CO y Metano) expulsados desde el interior más caliente de los sistemas planetarios en formación, estos se condensan al encontrarse con regiones más frías, alejadas de la estrella, formando una región rica en nieve.
La línea de nieve, observada en el disco que rodea a la estrella de tipo solar TW Hydrae, promete revelarnos más sobre la formación de planetas y cometas, y de los factores que influyen en la formación de sistemas planetarios como el nuestro. Los resultados se publicaron en la revista Science Express.
Imagen arriba: Concepción artística que muestra la línea de nieve en TW Hydrae; podemos ver granos de polvo cubiertos de agua helada en la parte interior del disco (entre 4,5 y 30 unidades astronómicas, en azul) y granos de polvo recubiertos con hielo de monóxido de carbono en la parte externa del disco (>30 unidades astronómicas, en verde). La transición de azul a verde marca la línea de nieve del monóxido de carbono. Las líneas de nieve ayudan a que los granos de polvo se peguen entre ellos al proporcionarles una cobertura adherente, lo cual resulta esencial para la formación de planetas y cometas. Debido a los diferentes puntos de congelación de los diferentes compuestos químicos, pueden encontrarse diferentes líneas de nieve a diferentes distancias de la estrella. Crédito:
B. Saxton & A. Angelich/NRAO/AUI/NSF/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), los astrónomos han obtenido la primera imagen de una línea y región de nieve en un sistema solar en formación. En la Tierra, vemos como las líneas de nieve de las montañas se forman a grandes altitudes en las que las temperaturas, al bajar, transforman la humedad del aire en nieve. Esta línea puede verse claramente en una montaña, en la que vemos bien delimitada la cumbre nevada y la zona en la que comenzamos a distinguir la superficie rocosa, libre de nieve.
Las líneas de nieve en torno a estrellas jóvenes se forman de un modo similar, en las regiones más alejadas y frías de los discos donde se forman los sistemas planetarios. Comenzando en la estrella y moviéndose hacia fuera, el agua (H2O) es la primera en congelarse, formando la primera línea de nieve. Más allá de la estrella, a medida que la temperatura cae, otras moléculas más exóticas pueden llegar a congelarse y convertirse en nieve, como es el caso del dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), y el monóxido de carbono (CO).
Estos diferentes tipos de nieve dan a los granos de polvo una cobertura externa que ejerce como pegamento y juega un papel esencial a la hora de ayudar a estos granos a superar su habitual tendencia a romperse tras una colisión, permitiéndoles, por el contrario, convertirse en piezas fundamentales para la formación de planetas y cometas. La nieve, además, aumenta la cantidad de materia sólida disponible y puede acelerar de forma sorprendente el proceso de formación planetaria.
Cada una de estas diferentes líneas de nieve — para el agua, el dióxido de carbono, el metano y el monóxido de carbono — puede estar relacionada con la formación de diferentes tipos de planetas [1]. Alrededor de una estrella parecida a nuestro Sol, en un sistema solar similar, la línea de nieve del agua se correspondería con la distancia que hay entre las órbitas de Marte y Júpiter, y la línea de nieve del monóxido de carbono se correspondería con la órbita de Neptuno.
La línea de nieve detectada por ALMA es la primera detección de una línea de nieve de monóxido de carbono en torno a TW Hydrae, una estrella joven que se encuentra a 175 años luz de la Tierra. Los astrónomos creen que este incipiente sistema planetario comparte muchas características con nuestro propio Sistema Solar cuando tenía tan solo unos pocos millones de años.
“ALMA nos ha proporcionado la primera imagen real de una línea de nieve en torno a una estrella joven, los cual es extremadamente emocionante, ya que esto nos habla de un periodo muy temprano en la historia de nuestro Sistema Solar” afirma Chunhua “Charlie” Qi (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, EE.UU.) uno de los dos autores principales del artículo. “Ahora podemos ver detalles antes ocultos sobre las lejanas regiones heladas de otro sistema solar similar al nuestro”.
Pero la presencia de monóxido de carbono podría tener consecuencias más allá de la simple formación de planetas. El monóxido de carbono es necesario para la formación del metanol, pieza fundamental de las moléculas orgánicas, más complejas y esenciales para la vida. Si los cometas transportasen estas moléculas a planetas rocosos en formación similares a la Tierra, nacidos en entornos cálidos, entonces esos planetas se enriquecerían con los ingredientes necesarios para la vida.
Hasta ahora, nunca se habían obtenido imágenes directas de las líneas de nieve porque siempre se forman en el plano central del disco protoplanetario, una zona relativamente estrecha, de manera que no podían precisarse su ubicación ni su tamaño. Por encima y debajo de esta estrecha región en la que se encuentran las líneas de nieve, la radiación estelar impide la formación de hielos. La concentración de polvo y gas en el plano central es necesaria para proteger el área de la radiación, de manera que el monóxido de carbono y otros gases puedan enfriarse y congelarse.
Con la ayuda de un truco muy ingenioso, este equipo de astrónomos logró penetrar en el disco y mirar muy de cerca dónde se formaba la nieve. En lugar de buscar nieve — dado que no puede observarse directamente — buscaron una molécula conocida como diazinio (diazenylium) (N2H+), que brilla intensamente en la parte milimétrica del espectro y es, por tanto, un objetivo perfecto para un telescopio como ALMA. Esta frágil molécula se destruye con facilidad en presencia de gas monóxido de carbono, por lo que solo aparecería, en cantidades detectables, en regiones en las que el monóxido de carbono se hubiese transformado en nieve y no pudiese destruirlo. Esencialmente, la clave para encontrar nieve de monóxido de carbono está en encontrar diazinio.
La extraordinaria sensibilidad de ALMA y su alta resolución han permitido a los astrónomos rastrear la presencia y la distribución del diazinio y encontrar un límite claro y definido, situado aproximadamente a unas 30 unidades astronómicas de la estrella (30 veces la distancia entre la Tierra y el Sol). De hecho, esto proporciona una imagen negativa de la nieve de monóxido de carbono en el disco que rodea a TW Hydrae, lo cual puede utilizarse para ver con precisión la línea de nieve del monóxido de carbono en el lugar en que las teorías predicen que debería estar — el borde interior del anillo de diazinio.
"Para estas observaciones tan solo utilizamos 26 de las 66 antenas que componen el total de ALMA. En otras observaciones de ALMA ya hay indicios de líneas de nieve alrededor de otras estrellas, y estamos convencidos de que futuras observaciones, con todo el conjunto de antenas, revelarán mucho más y proporcionarán mucha más información reveladora sobre la formación y evolución de los planetas. Espere y verá”, concluye Michiel Hogerheijde, del Observatorio de Leiden, en los Países Bajos.
Notas
Utilizando el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial Hubble midieron los cambios en el color de la luz del planeta antes, durante y después de una pasada detrás de su estrella. Al pasar frente a la estrella detectaron una pequeña disminución en la luz y un ligero cambio en el color de la luz. "Vimos la luz cada vez menos brillante en el azul, pero no en la luz verde o roja. Faltaba en el azul cuando se oculta", dijo el miembro del equipo de investigación Frederic Pont de la Universidad de Exeter, en el suroeste Inglaterra. "Esto significa que el objeto que desapareció era de color azul."
Imagen: Esta concepción artística muestra al exoplaneta HD 189733b en órbita de su estrella enana naranja, HD 189733. El Telescopio Espacial Hubble de la NASA midió el color de luz visible que refleja el planeta, que es de un azul profundo. Parece hermoso, pero su superficie es barrida por vientos de 6 mil km/h que arrastran trozos de vidrio. Crédito de la imagen: NASA, ESA, y G. Bacon (STScI)
Si se viera directamente, este planeta se vería como un punto azul profundo, que recuerda el color de la Tierra vista desde el espacio. Pero es allí donde termina la comparación.
En este mundo extraño turbulento, la temperatura durante el día es de más de mil grados Celcius, y posiblemente su superficie sea barrida por lluvias de vidrio - con aullantes vientos de 6 mil km/h. El color azul cobalto no proviene de la reflexión de un océano tropical como pasa en la Tierra, sino más bien una atmósfera brumosa, recalentada y con altas nubes mezcladas con partículas de silicatos. Los silicatos condensados con el calor podrían formar pequeñas gotas de cristal que dispersan la luz azul más que la luz roja.
Los científicos del Hubble y de otros observatorios han hecho intensivos estudios de HD 189733b descubriendo que su atmósfera es cambiante y exótica. Es uno de una extraña clase de planetas llamados Júpiter calientes que orbitan peligrosamente cerca de sus estrellas madres. Las observaciones arrojan nuevos datos sobre la composición química y la estructura de las nubes de toda la clase.
Las nubes a menudo desempeñan un papel clave en las atmósferas planetarias. La detección de la presencia e importancia de las nubes en los Júpiter calientes es crucial para la comprensión de los astrónomos de la física y la climatología existentes en otros planetas.
HD 189733b fue descubierto en 2005 y está a sólo 2,9 millones de kilómetros de su estrella madre, tan cerca que está gravitacionalmente bloqueado, como la Luna con la Tierra. Allí un lado siempre mira a la estrella y el otro lado está siempre oscuro.
En 2007, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA midió la luz infrarroja, o calor, del planeta, dando lugar a uno de los primeros mapas de temperatura de un exoplaneta. El mapa muestra el lado día y las temperaturas nocturnas secundarios en HD 189733b difieren en unos 500 grados Fahrenheit. Esto debería provocar fuertes vientos desde el lado diurno hacia el lado nocturno.
(25 Junio 2013 ESO) Un equipo de astrónomos ha combinado nuevas observaciones de Gliese 667C con datos del instrumento HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros de ESO, en el Observatorio de La Silla en Chile, para desvelar la existencia de un sistema planetario con, al menos, seis planetas. Pero lo que bate todos los récords es el hecho de que tres de esos planetas son rocosos del tipo "supertierras" situados en la zona que rodea a la estrella dentro de la cual podría haber agua líquida, convirtiéndolas en posibles candidatas para la presencia de vida. Se trata del primer sistema encontrado con una zona habitable totalmente copada.
Imagen: Esta imagen muestra el cielo que rodea a la estrella múltiple Gliese 667. La brillante estrella central es Gliese 667 A y B, las dos principales integrantes del sistema, que no pueden separarse en esta imagen. Gliese 667C, la tercera componente, es visible como una brillante estrella, muy cercana y justo bajo A y B, aún al alcance del brillo de estas estrellas. Los sutiles bamboleos de Gliese 667C, medidos con gran precisión por espectrógrafos como HARPS, han revelado que está rodeada por un completo sistema planetario con más de siete planetas.
Gliese 667C es una estrella muy estudiada. Con tan solo un tercio de la masa del Sol, forma parte de un sistema estelar triple conocido como Gliese 667 (también se le asigna el nombre de GJ 667), y se encuentra a 22 años luz de distancia, en la constelación de Scorpius (El Escorpión). Se encuentra bastante cerca de nosotros — en la vecindad solar — mucho más cerca que otros sistemas estelares estudiados con otros telescopios como el telescopio espacial Kepler, el cazador de planetas.
Estudios anteriores sobre Gliese 667C descubrieron que la estrella alberga tres planetas (eso0939, eso1214) y uno de ellos se encuentra en la zona de habitabilidad. Ahora, un equipo de astrónomos liderado por Guillem Anglada-Escudé, de la Universidad de Göttingen (Alemania), y Mikko Tuomi, de la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido), ha reexaminado el sistema añadiendo a la información que ya se poseía nuevas observaciones llevadas a cabo por el instrumento HARPS y datos obtenidos por otros telescopios [1]. Han descubierto indicios de la existencia de más de siete planetas en torno a la estrella [2].
Estos planetas orbitan a la tercera estrella más débil de un sistema estelar triple. Los otros dos soles se verían como un par de estrellas muy brillantes visibles durante el día y, durante la noche, proporcionarían una iluminación equivalente a la de la Luna llena. Los nuevos planetas llenan por completo la zona de habitabilidad de Gliese 667C, ya que no hay más órbitas estables en las cuales un planeta pudiera existir a la distancia adecuada.
“Sabíamos, por estudios previos, que la estrella tenía tres planetas, y queríamos ver si podía tener alguno más”, afirma Tuomi. “Sumando algunas observaciones nuevas y revisando datos anteriores fuimos capaces de confirmar estos tres, con la confianza de encontrar alguno más. ¡Ha sido muy emocionante encontrar tres planetas de baja masa en la zona de habitabilidad de la estrella!”.
Se ha confirmado que tres de esos planetas son supertierras — planetas más masivos que la Tierra, pero menos masivos que planetas como Urano o Neptuno — que se encuentran dentro de la zona de habitabilidad de su estrella, una limitada zona alrededor de la estrella en la cual el agua puede estar presente en forma líquida si las condiciones lo permiten. Se trata de la primera vez que tres planetas de este tipo se localizan orbitando esta zona al mismo tiempo [3] [*].
“El número de planetas potencialmente habitables en nuestra galaxia es mucho mayor de lo que podríamos pensar si tenemos en cuenta que podemos encontrar varios de ellos en torno a cada estrella de baja masa — en lugar de buscar diez estrellas para encontrar un único planeta potencialmente habitable, ahora sabemos que podemos buscar tan solo una estrella y encontrar varios planetas”, añade el coautor Rory Barnes (Universidad de Washington, EE.UU.).
Se ha descubierto que los sistemas compactos alrededor de estrellas tipo Sol son abundantes en la Vía Láctea. En torno a dichas estrellas, los planetas que orbitan cerca de su estrella anfitriona son muy calientes y difícilmente podrían ser habitables. Pero no ocurre lo mismo con estrellas más frías y tenues como Gliese 667C. En este caso la zona de habitabilidad se encuentra totalmente integrada en una órbita del tamaño de la de Mercurio, mucho más cerca de la estrella que en el caso de nuestro Sol. El sistema Gliese 667C es el primer ejemplo de un sistema en el que una estrella de baja masa alberga varios planetas potencialmente rocosos en la zona de habitabilidad.
El científico de ESO responsable del instrumento HARPS, Gaspare Lo Curto, señala: “Este emocionante resultado fue posible en gran parte gracias a las capacidades de HARPS y su software asociado, y a su vez destaca el valor de los archivos de ESO. También es muy positivo ver cómo diversos grupos de investigación independientes explotan este instrumento único alcanzando una precision muy destacada”.
Para finalizar, Anglada-Escudé concluye: “Estos nuevos resultados resaltan cuán valioso puede ser revisar los datos de este modo, combinando resultados de diferentes equipos o diferentes telescopios”.
Se muestran a escala los tamaños relativos aproximados de los planetas y de la estrella, pero no sus distancias relativas. Crédito: ESO.
[*] Nota del Editor: Algunos astrónomos advierten sin embargo que en las estrellas enanas rojas habría que redefinir la "zona de habitabilidad" ya que al quedar muy cerca del planeta, los planetas que allí se encuentren quedarían atrapados en órbitas sincrónicas, semejante a la que tiene la Luna con la Tierra, donde el planeta le daría siempre la misma cara a la estrella, quedando con la cara permanentemente iluminada a altas temperaturas, por sobre los 400° C y la cara oscura a bajísimas, alrededor de los 100°C bajo cero. Semejantes a las que se encuentran en Mercurio, en el Sistema Solar. En condiciones semejantes el agua líquida estaría limitada sólo al área del terminador del planeta, que separa el hemisferio de día del de noche. En el resto el agua estaría como vapor o como hielo, si es que existe.
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Notas
(03 Junio 2013 ESO/CA) Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO en Cerro Paranal, Antofagasta, Chile, un grupo de astrónomos ha obtenido una imagen de un objeto muy débil que se mueve cerca de una estrella brillante. Con una masa estimada de entre cuatro y cinco veces la masa de Júpiter, sería el planeta menos masivo que se haya observado de forma directa fuera del Sistema Solar hasta ahora. El descubrimiento es un importante aporte a nuestro conocimiento sobre la formación y evolución de sistemas planetarios.
Imagen arriba: El planeta HD95086 b aparece abajo y a la izquierda de su estrella, fuera del círculo azul. La imagen se realizó utilizando el instrumento de óptica adaptativa NACO, sensible al rango infrarrojo de la luz y que corrige parte de las perturbaciones inducidas a la imagen por los movimientos
de la atmósfera con el uso de espejos flexibles. Para aumentar el contraste entre el planeta y su brillante estrella central se ha utilizado la técnica de imagen diferencial. La propia estrella ha sido eliminada de la imagen durante el procesado para aumentar la visibilidad del débil exoplaneta y su posición se ha marcado con un signo blanco. El círculo azul indica el tamaño de la órbita de Neptuno en el Sistema Solar. (Haga click en la imagen para agrandar). Crédito: ESO/VLT/NACO.
Aunque ya se han detectado de forma indirecta cerca de mil exoplanetas — la mayor parte de ellos utilizando los métodos de
velocidad radial o de tránsitos [1] — y pese a que muchos candidatos esperan ser confirmados, solo una docena ha sido captada en imágenes directamente. Nueve años después de que el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO captara la primera imagen de un exoplaneta, el compañero planetario de la enana marrón 2M1207 (eso0428), el mismo equipo ha pillado in fraganti al que, probablemente, sea el objeto más ligero de su tipo visto hasta el momento [2][3].
“Obtener imágenes directas de planetas conlleva un reto tecnológico extremo que requiere de los más avanzados instrumentos, ya sean basados en tierra o en el espacio”, afirma Julien Rameau (Instituto de Planetología y de Astrofísica de Grenoble, Francia), primer autor del artículo que anuncia el descubrimiento. “Hasta ahora solo se han observado directamente unos pocos planetas, haciendo que cada uno de los descubrimientos se convierta en un importante hito en el camino para comprender qué es un planeta gigante y cómo se forma”.
En las nuevas observaciones, el supuesto planeta se ve como un punto débil, pero definido, cercano a la estrella HD 95086. Una observación posterior mostró que se movía lentamente junto con la estrella a través del cielo. Esto sugiere que el objeto, designado como HD 95086 b, orbita alrededor de esta estrella. Su brillo también indica que se trata de un planeta gigante con una masa estimada de cuatro o cinco veces la masa de Júpiter.
El equipo utilizó el instrumento de óptica adaptativa NACO, instalado en uno de los Telescopios Unitarios de 8,2 metros del VLT de ESO. Este instrumento permite a los astrónomos eliminar la mayor parte de los efectos borrosos de la atmósfera, obteniendo imágenes muy nítidas. Las observaciones se llevaron a cabo utilizando el rango infrarrojo de la luz y una técnica denominada de imagen diferencial, que mejora el contraste entre el planeta y la deslumbrante estrella anfitriona.
El nuevo planeta descubierto orbita alrededor de la joven estrella HD 95086 a una distancia de unas 56 veces la distancia de la Tierra al Sol, dos veces la distancia entre el Sol y Neptuno. La propia estrella es un poco más masiva que el Sol y está rodeada por un disco de escombros. Estas propiedades permitieron a los astrónomos identificarlo como un candidato ideal para albergar jóvenes planetas masivos. El sistema planetario HD 95086 se encuentra a unos 300 años luz de nosotros.
La juventud de esta estrella, de entre tan solo 10 y 17 millones de años, hace pensar a los astrónomos que este nuevo planeta se formó, probablemente, en el interior del disco de gas y polvo que rodea a la estrella. “Su ubicación actual genera preguntas sobre su proceso de formación. O bien creció por la acumulación de rocas que forman el núcleo sólido y luego, lentamente, acumuló gas del entorno para formar la pesada atmósfera, o bien inició su formación a partir de un cúmulo de gas generado por inestabilidades gravitatorias en el disco”, explica Anne-Marie Lagrange, miembro también del equipo. “Las interacciones entre el planeta y el disco o con otros planetas puede haber movido al planeta de su lugar de nacimiento”.
La estrella HD 95086 tiene propiedades similares a Beta Pictoris y HR 8799, alrededor de las cuales ya se han captado imágenes de planetas gigantes con separaciones de entre 8 y 68 unidades astronómicas. Estas estrellas son todas jóvenes, más masivas que el Sol, y están rodeadas por un disco de escombros.
Consultamos directamente al Dr. Gaël Chauvin, del Institute of Planetology and Astrophysics of Grenoble, otro miembro del equipo, sobre la alta temperatura superficial de hasta 700°C que calcularon para el exoplaneta. Nos dice que: "En este caso del Planeta Gigante HD 95086 b, su principal fuente de energía proviene de su contracción gravitacional que todavía está en desarrollo. Este planeta todavía es joven, masivo y grande, y por lo tanto es mucho más brillante por varios ordenes de magnitud comparado con nuestro Júpiter. por esta razón, su temperatura es mucho más caliente, pero con el tiempo disminuirá lentamente hasta alcanzar temperaturas más frías (< 0deg C) en unos pocos miles de millones de años.
"Con su actual temperatura (1000K), el vapor de agua y el metano podrían estar presentes en su atmósfera". Añade: “Será un gran objeto de estudio para el futuro instrumento SPHERE, que se instalará en el VLT. Si existen, tal vez también pueda revelar la presencia de planetas interiores en el sistema”. [4]
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Notas
(15 Abril 2013 ESA) Por primera vez se ha observado un cinturón de polvo – resultado de las colisiones entre cometas o asteroides – rodeando a una estrella subgigante que también tiene un sistema planetario. El mérito corresponde a los científicos del observatorio espacial Herschel de la ESA.
Imagen arriba: Disco de polvo alrededor de Kappa Coronae Borealis.
Se trata de Kappa Coronae Borealis, una estrella de tipo expectral K1/Va, algo más fría que el Sol (tipo expectral G2V), con una temperatura superficial de 4 844 K, que luego de agotar el hidrógeno de su núcleo, el combustible principal de la fusión nuclear de las estrellas, está aumentando su tamaño y ha entrado en una etapa de subgigante roja. Tiene una luminosidad equivalente a 14 soles debido a su gran volumen a pesar de ser sólo 1,8 más masiva que nuestro Sol.
Esta estrella tiene una edad de unos 2.500 millones de años y se encuentra a unos 100 años luz de nuestro planeta.
Las estrellas como nuestro Sol, después de pasar miles de millones de años quemando hidrógeno en sus núcleos de forma ininterrumpida, terminan agotando sus reservas de combustible y comienzan a quemar los núcleos de helio formado por la fusión nuclear de sus años mozos. Como el helio se fusiona a mayor temperatura que el hidrógeno, la estrella se dilata en el proceso, convirtiéndose primero en subgigante, antes de transformarse en gigante roja.
Durante la fase de estrella subgigante, los planetas, asteroides y cinturones de cometas que las rodean todavía tienen posibilidades de sobrevivir. Para comprender mejor este proceso, es necesario observar este tipo de sistemas y medir sus propiedades. La búsqueda comienza por las estrellas rodeadas por discos de polvo, generados por las colisiones entre cometas o asteroides.
Gracias a la gran sensibilidad del telescopio espacial Herschel para observar en la banda del infrarrojo lejano, los astrónomos han sido capaces de analizar la brillante emisión que rodea a Kappa Coronae Borealis (? CrB, o Kappa Cor Bor), descubriendo un disco de escombros y polvo a su alrededor.
Al observarla desde la Tierra, se descubrió que cuenta con un planeta gigante con el doble de masa que Júpiter, a una distancia de la estrella equivalente a la del Cinturón de Asteroides de nuestro propio Sistema Solar. Los astrónomos sospechan que podría existir un segundo planeta a su alrededor, pero todavía no han podido acotar su masa.
Las observaciones de Herschel ofrecen una inusual oportunidad para comprender mejor la vida de los sistemas planetarios en órbita a las estrellas subgigantes, y permiten estudiar en detalle la arquitectura de su disco y del sistema de planetas.
“Es la primera vez que detectamos una estrella ‘jubilada’ con un disco de escombros y uno o más planetas”, explica Amy Bonsor, del Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble, autora principal de este estudio.
“El disco de escombros ha sobrevivido a toda la vida de la estrella sin ser destruido, al contrario que en nuestro propio Sistema Solar, donde la mayor parte de los escombros fue despejada durante una fase conocida como la era del Bombardeo Intenso Tardío, unos 600 millones de años después de que se formase el Sol”.
El equipo de Bonsor ha propuesto tres posibles configuraciones del disco y los planetas que se ajustarían a las observaciones de Kappa Cor Bor realizadas con Herschel.
El primer modelo sugiere la presencia de un único cinturón de polvo, continuo, que se extiende desde las 20 UA a las 220 UA (donde 1 UA, o Unidad Astronómica, es la distancia entre la Tierra y el Sol).
Si lo comparamos con nuestro Sistema Solar, nuestro disco de escombros de hielo – conocido como el Cinturón de Kuiper – se extiende en una franja mucho más estrecha, de 30 a 50 UA del Sol.
Según este modelo, uno de los planetas se encontraría a más de 7 UA de la estrella, y su influencia gravitatoria daría forma al borde interior del disco.
Sepa más del Observatorio Espacial Herschel.
(26 Feb. 2013 NASA) Científicos de la misión Kepler de la NASA han descubierto un nuevo sistema planetario extrasolar que alberga el planeta más pequeño encontrado hasta ahora alrededor de una estrella similar a nuestro Sol.
Se trata del sistema llamado Kepler-37, ubicado a unos 210 años luz de la Tierra, en dirección a la constelación de Lyra. El planeta más pequeño, Kepler-37b, es ligeramente más grande que nuestra Luna, que mide alrededor de un tercio del tamaño de la Tierra, y menor que Mercurio con lo que su detección ha sido un gran desafío. Imagen: Comparación de los planetas del sistema de Kepler 37 con los planetas rocosos del Sistema Solar.
El sistema está formado por tres planetas que orbitan su estrella a una distancia menor que la que tiene Mercurio con el Sol por lo que deben ser lugares muy calurosos e inhóspitos, Fueron bautizados como Kepler-37b, Kepler-37c y Kepler-37d. Aunque se encuentran dentro o cerca de la zona donde podría haber agua líquida como en la Tierra. Aunque la estrella es similar a nuestro Sol, este sistema parece ser muy diferente al nuestro.
La estrella Kepler-37 es del mismo tipo del Sol, pero un poco más pequeña y fría. Kepler-37b orbita cada 13 días a menos de un tercio de la distancia de Mercurio del Sol, por lo que debe tener en su superficie temperaturas sobre los 500 grados C. Mientras que Kepler-37c y Kepler-37d, orbitan cada 21 días y 40 días, respectivamente.
El período orbital de los planetas depende de su distancia al Sol, así en el Sistema Solar, Mercurio, que demora en su orbita casi 88 días, está a unos 58 millones de kilómetros del Sol en promedio. Venus, que está a unos 108 millones de kilómetros del Sol, en promedio, tiene una órbita que dura 224,68 días.
En Mercurio, al estar tan cerca de la estrella, la gravedad del Sol ha forzado que su día y su año sean casi sincrónicos, donde el día mercurial tiene una duración de poco menos de su año, con lo que su superficie se recalienta por la larga exposición al Sol, hasta llegar a los 427°C. Parte de las ventajas que tiene nuestro planeta, es que tiene una órbita ubicada a unos 150 millones de kilómetros del Sol en promedio, con lo que puede tener un año de 365,2422 días y girar rápidamente en sú eje, cada 24 horas, lo que evita que alguno de sus hemisferios se recaliente.
Por ello es casi imposible que algunos de estos planetas extrasolares puedan sostener vida tal como la conocemos. Es casi seguro que estos planetas son de composición rocosa. Kepler-37c, su vecino más cercano tiene un tamaño de tres cuartos del tamaño de la Tierra mientras que el más lejano, Kepler-37d, tiene el doble del tamaño de nuestra Tierra.
Detectando planetas pequeños
Los primeros planetas extrasolares descubiertos eran gigantes, debido al método de la velocidad radial
utilizado para descubrirlos, pero a medida que la tecnología ha avanzado y es posible utilizar métodos más precisos, como los visuales que utiliza la sonda Kepler, se ha demostrado que los planetas del tamaño de la Tierra son comunes.
Jack Lissauer, científico planetario del Ames Research Center de la NASA en Moffett Field, Calif. afirma que "El hecho que hayamos podido descubrir al pequeño Kepler-37b sugiere que este tipo de planetas pequeños es común y que más maravillas planetarias nos esperan a medida que seguimos recogiendo y analizando la información que recibimos."
El grupo de investigación utilizó información de la sonda Kepler de la NASA, que observa y mide continuamente el brillo de más de 150.000 estrellas cada 30 minutos. Cuando un candidato a planeta transita, o pasa, frente a la estrella, los instrumentos del Kepler captan la leve disminución de la luz, cuya magnitud revela el tamaño del planeta respecto a la estrella.
Sepa más del Observatorio Espacial Kepler.
(09 Enero, 2013 El Pais, NASA) La misión Kepler de la NASA anunció ayer el descubrimiento de 461 candidatos a exoplanetas nuevos. Según la agencia espacial estadounidense, cuatro de ellos tendrían una dimensión algo inferior a dos veces el tamaño de la Tierra y podrían orbitar en la "zona habitable" de sus planetas, aquella donde el agua líquida podría existir en su superficie.
Imagen: El catálogo de los candidatos a exoplanetas descubiertos con la sonda Kepler. Un total de 2.740 potenciales planetas orbitando 2.036 estrellas.
Los expertos tienen opiniones dispares sobre el descubrimiento. El exdirector de programas de la NASA en España, Luis Ruiz de Gopegui, resta importancia al hallazgo. Según la opinión de este experto, desde hace 30 años los científicos están buscando planetas con el objetivo, asegura, de alzarse con el premio Nobel. "Cada 15 días aparece uno nuevo. Se ha convertido en una moda", afirma Ruiz de Gopegui. "Si hay vida, no vamos a ir hasta allí ni vamos a mandar ningún mensaje", se lamenta.
Sin embargo, para Valeriano Claros se trata de un importante avance. El antiguo responsable de la estación de seguimiento de satélites de Villafranca de Castillo, en Madrid, cree que la novedad de este nuevo hallazgo está en el sistema utilizado, que permite estudiar la composición del posible planeta: por un lado, una suerte de fotómetro que mide la luminosidad del disco solar y, por otro, un espectógrafo que detecta una absorción de la radiación de la estrella. O más concretamente, si en ese planeta hay o no atmósfera, como sucede en Marte.
El director de la misión Kepler, Christopher Burke, señala que el telescopio de la NASA ha incrementado un 20% sus hallazgos, que suman ya un total de 2.740 planetas potenciales y 2.036 estrellas desde el inicio de la misión. Burke apunta además que los cuerpos con el mismo tamaño de la Tierra son los más numerosos entre estos hallazgos, así como las supertierras —más del doble de su tamaño—.
También se ha constatado que el 43% de los candidatos a planetas de Kepler tienen vecinos. Para identificarlos, el telescopio espacial mide el cambio en el brillo de más de 150.000 estrellas cuando los supuestos planetas pasan por delante. Se conoce como la técnica del tránsito, explica la NASA, aunque para determinar que existe un planeta orbitando la estrella se necesitan, por lo menos, tres tránsitos verificados.
De momento, la agencia espacial seguirá realizando observaciones para verificar que, efectivamente, se trata de nuevos planetas. A principios de 2012, 33 candidatos habían sido confirmados. Hoy hay 105.
MÉTODOS PARA DESCUBRIR PLANETAS EXTRAPOLARES
1: Como Próxima b se encuentra a 4.25 años luz de distancia, equivalentes a 40.208.000.000.000 kilómetros úna nave espacial tripulada demoraría 4.587 años en llegar, viajando a un millón de kilómetros por hora, una velocidad muy difícil de alcanzar.
2: El planeta Mercurio, el más cercano al Sol del Sistema Solar, gira 1,5 veces en su eje en cada una de sus órbitas alrededor del Sol. Debido a ello el lado diurno alcanza temperaturas de hasta 427° Célcius y el nocturno de -173° Célcius.
En luz milimétrica:
Observatorio ALMA revela que cinturón de cometas alrededor de sistema multiplanetario arroja indicios de planetas por encontrar.
Los resultados de este estudio se publicaron en las Monthly Notices of the Royal Astronomical Society con el título “Resolución del cinturón planetesimal de HR 8799 con ALMA” (“Resolving the Planetesimal Belt of HR 8799 with ALMA”), Booth et al, mayo 2016. Prepublicación: http://arxiv.org/abs/1603.04853
(1) Cinturón de Kuiper: Región más allá de la órbita de Neptuno, entre las 30 y 50 Unidades Astronómicas (UA) donde existe una gran cantidad de planetesimales de hielo y roca, remanentes de la etapa de formación del Sistema Solar, hace 4.600 millones de años. Desde allí ocasionalmente caen hacia el Sol planetesimales que se transforman en los cometas de período corto.
(2) Unidad Astronómica (UA): 150.000.000 km Aprox- La distancia promedio entre la Tierra y el Sol.
Por tránsito:
Descubiertos por el telescopio espacial Kepler de la NASA – es la mayor cantidad jamás anunciada.
Al 10 de mayo, 2016.
Supuestamente:
Orbitan de cerca una estrella pequeña y fría, recibirían la suficiente energía para contener agua en estado líquido en las regiones del terminador (allí donde se termina el día y comienza la noche), ya que se encuentran en órbitas sincrónicas con su estrella.
Video que muestra una vista imaginaria desde cerca de uno de los tres planetas que orbitan a una estrella enana ultrafría.
[1] TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, pequeño telescopio para tránsito de planetas y planetesimales) es un telescopio robótico belga de 0,6 m operado desde la Universidad de Lieja y basado en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile. Dedica gran parte de su tiempo al seguimiento de la luz de unas 60 estrellas enanas ultrafrías cercanas y enanas marrones ("estrellas" que no tienen masa suficiente como para iniciar una fusión nuclear sostenida en sus núcleos) en busca de evidencias de tránsitos planetarios. El objetivo, en este caso, TRAPPIST-1, es un enana ultrafría, con aproximadamente el 0,05% de la luminosidad del Sol y una masa de alrededor del 8% del Sol.
[2] Este es uno de los principales métodos que utilizan los astrónomos para identificar la presencia de un planeta alrededor de una estrella. Miran la luz proveniente de la estrella, para ver si parte de esa luz es bloqueada por el paso de un planeta delante de su estrella en la línea de visión desde la Tierra (los astrónomos lo llaman tránsitos planetarios). Mientras el planeta orbita alrededor de su estrella, esperamos ver pequeñas disminuciones regulares en la luz proveniente de la estrella a medida que el planeta se mueve delante de él.
[3] SPECULOOS está financiado, prncipalmente, por el Consejo Europeo de Investigación (ERC, European Reseach Council) y liderado también por la Universidad de Lieja. Se instalarán cuatro telescopios robóticos de un metro cada uno en el Observatorio Paranal para buscar planetas habitables alrededor de 500 estrellas ultrafrías durante los próximos cinco años.
Este trabajo de investigación fue presentado en el artículo científico titulado “Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star”, por M. Gillon et al., y aparece en la revista Nature.
Formación planetaria:
EN FORMACIÓN
La imagen obtenida revela impresionantes detalles del disco de polvo y gases alrededor de la estrella de tipo solar TW Hydrae.
[1] La resolución angular de las imágenes de HL Tauri era similar a estas nuevas observaciones, pero como TW Hydrae está mucho más cerca de la Tierra, se observan detalles más finos.
Formación planetaria:
EN FORMACIÓN
Exploran con el ALMA la helada frontera tras la cual se forman planetas y cometas.
Imagen: Esta imagen del observatorio ALMA, en Chile, muestra en color verde la región en torno a la estrella TW Hydrae (en el centro) en la que se forma la nieve de monóxido de carbono. El círculo azul representa la zona dónde estaría la órbita de Neptuno si la comparásemos con el tamaño de nuestro Sistema Solar. La transición a hielo de monóxido de carbono podría a su vez marcar los límites interiores de la región en la que podrían formarse cuerpos helados más pequeños, como cometas o planetas enanos como Plutón y Eris.
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).
[1] Por ejemplo, los planetas rocosos y secos se forman en la parte interior de la línea de nieve del agua (más cerca de la estrella), donde solo puede existir el polvo. En el otro extremo se encuentran los planetas gigantes gaseosos, que se forman más allá de la línea de nieve del monóxido de carbono.
Desde el espacio:
No porque sea azul tiene que ser amable. Telescopio Espacial Hubble descubre un planeta azul donde llueven trozos de vidrio.
(12 Julio 2013 - NASA) Un grupo de astrónomos que realizan observaciones en luz visible con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han deducido el color real de un planeta que orbita otra estrella de 63 años luz de distancia. Se trata del planeta HD 189733b, uno de los exoplanetas más cercanos que se pueden ver cruzando la cara de su estrella. La estrella HD 189733 es una enana naranja tipo K que brilla con magnitud 7,7 a 0,3º al este de la familiar Nebulosa Dumbbell (M27) en Vulpécula (el Zorro). Es posible verla con unos buenos binoculares en la Ascensión recta: 20h 00,7m y Declinación: +22º 43’. (Wikipedia).
Desde La Silla:
Astrónomos piensan que las estrellas enanas rojas también pueden tener planetas en zonas habitables.
Esta situación no se da en el Sistema Solar, donde el único planeta que está en la "zona de habitabilidad" del Sol puede girar en su eje exponiendo toda su superficie a la luz de la estrella, permitiendo la existencia de climas más favorables para la vida.
Otro problema no mencionado, es el exceso de masa de estos exoplanetas, donde la alta gravedad forzaría a los organismos a visir en condiciones muy diferentes a las de la Tierra.
Constelación: Escorpión.
AR: 17h 18m 57.16483s
Dec: -34° 59' 23.1416?
Magnitud Aparente: 5.91/7.20/10.20
[1] El equipo utilizó datos del espectrógrafo UVES, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile (para determinar con precisión las propiedades de la estrella); el espectrógrafo Carnegie Planet Finder (PFS), instalado en el telescopio Magellan II de 6,5 metros, en el Observatorio Las Campanas (Chile); el espectrógrafo HIRES, instalado en el telescopio Keck de 10 metros, en Mauna Kea (Hawai); así como una gran cantidad de datos previos obtenidos con HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) instalado en el telescopio de 3,6 metros de ESO, en Chile (recogidos a través del programa “M dwarf”, liderado por X. Bonfils y M. Mayor 2003–2010, descrito aquí).
[2] El equipo estudió los datos de velocidad radial de Gliese 667C, un método utilizado a menudo para localizar exoplanetas. Llevaron a cabo un robusto análisis estadístico Bayesiano para localizar las señales de los planetas. Las primeras cinco señales son muy seguras, mientras que la sexta no lo es tanto, y la séptima es aún más incierta. Este sistema consiste en tres supertierras en la zona de habitabilidad, dos planetas calientes hacia la zona interior, y otros dos más fríos hacia el exterior. Se supone que los planetas de la zona habitable y lo que están más cerca de la estrella siempre tienen la misma cara mirando hacia la estrella, por lo que su día y su año son de la misma duración, con un lado en perpétua oscuridad y otro permanentemente iluminado.
[3] En el Sistema Solar, Venus orbita cerca del límite interior de la zona de habitabilidad y Marte cerca del límite exterior. La extensión de la zona de habitabilidad depende de muchos factores.
Con el VLT:
¿Es este el exoplaneta más ligero captado hasta el momento?.
Imagen: El mapa muestra la posición de la joven estrella HD 95086 en el sector de la constelación austral de Carina (La Quilla). La mayor parte de las estrellas que muestra la imagen son visibles a simple vista bajo buenas condiciones meteorológicas. La estrella HD 95086 está rodeada por una capa polvorienta y alberga un planeta gigante gaseoso, con una masa de entre 4 y 5 veces la de Júpiter. Esta estrella es demasiado débil para verla a simple vista, pero puede verse con prismáticos. El planeta no puede verse con telescopios pequeños.
La estrella pertenece a la asociación Centauro inferior-Cruz del Sur con una edad estimada de entre 10 y 17 millones de años. (Haga click en la imagen para agrandar). Crédito: ESO.
AR: 10h57m03.02s
Dec: -68°40'02.4"
Magnitud Aparent: 7,366
[1] Los astrónomos ya han confirmado la existencia de cerca de mil planetas orbitando otras estrellas. Casi todos fueron descubiertos utilizando métodos indirectos que pueden detectar los efectos que los planetas tienen sobre sus estrellas — las bajadas de brillo producidas cuando los planetas pasan por delante (el método del tránsito), o el bamboleo causado en la órbita de la estrella por el tirón gravitatorio de los planetas (el método de velocidad radial). Hasta ahora, solo se han observado directamente una docena de exoplanetas.
[2] Fomalhaut b puede tener una masa menor, pero su brillo parece estar contaminado por la luz reflejada del polvo circundante, hacienda imprecisa la determinación de su masa.
[3] Este equipo también ha observado otros exoplanetas, entre ellos uno que orbita a la estrella Beta Pictoris (eso1024).
[4] SPHERE es un instrumento de óptica adaptativa de segunda generación que se instalará en el VLT a finales de 2013.
Desde el espacio:
El Herschel de la ESA observa por primera vez un cinturón de polvo rodeando a una estrella subgigante que también tiene un sistema planetario.
Desde el espacio:
DESCUBREN MINIPLANETA EXTRASOLAR
Utilizando el telescopio espacial Kepler descubren sistema planetario con planetas de roca ubicado a 210 años luz de distancia.
Increíble:
AUMENTAN A 461 CANDIDATOS A EXOPLANETAS DE SONDA KEPLER
Cuatro de ellos serían inferiores al doble del tamaño de la Tierra y podrían orbitar en zona habitable. Hay otros mil posibles casos que postulan a candidatos de planetas extrasolares de la Kepler.
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