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Nov 06 2012

divulgaUNED: Otros mundos más allá del sistema solar

[Fuente del artículo: divulgaUNED]

Impresión artística del planeta alrededor de Alfa Centauri B. Imagen ESO.

Cada pocas semanas asistimos al descubrimiento de un nuevo exoplaneta, un cuerpo que orbita alrededor de una estrella fuera de nuestro sistema solar. ¿Qué técnicas emplean los astrónomos para ‘cazarlos’?
Hace unas semanas conocíamos que, usando un telescopio del observatorio de La Silla en Chile, un equipo de astrónomos había descubierto un exoplaneta alrededor de Alfa Centauri B, una de las estrellas que compone el sistema estelar más cercano al nuestro. Se trata de un planeta de tamaño similar a la Tierra, aunque muy próximo a la estrella, completando la órbita en poco más de tres días.
Aunque hoy estemos más o menos acostumbrados a este tipo de noticias, hace solo unos años, el descubrimiento de planetas que orbitan alrededor de otras estrellas fuera de nuestro sistema solar (lo que se conoce como exoplanetas) parecía lejano y muy difícil.
Fue en 1992 cuando se detectaron los primeros cuerpos de tamaño planetario alrededor del púlsar PSR B1257+12. Tres años más tarde se descubrió el primer exoplaneta alrededor de la estrella 51 Pegasi, un cuerpo con la mitad de la masa de Júpiter y que completa su órbita en tan sólo 101 horas.
Y la lista no ha parado de crecer. A día de hoy se conocen más de 800 exoplanetas, y hay incluso astrónomos amateurs que, con equipos modestos, los estudian. Algo que parecía inalcanzable, se ha convertido rápidamente en una realidad gracias al uso de técnicas de observación que, sin requerir grandes telescopios, aumentan de forma considerable la precisión de las medidas.

Aunque aún estemos en una fase en la que principalmente se descubren cuerpos de gran masa (similares a Júpiter) y muy cercanos a la estrella que orbitan, a medida que los datos obtenidos mejoren su precisión, los expertos esperan encontrar mundos mucho más pequeños y más alejados.

SuperWASP. Obs. de La Palma. Imagen: Keele University

Del tránsito al rastro

De momento, se han tomado imágenes de los exoplanetas, pero es una técnica que ha dado pocos resultados debido a la escasa luz que reflejan y al brillo deslumbrador de la estrella. Por eso, las principales técnicas se basan en la detección indirecta de estos cuerpos.
Uno de los métodos más empleados consiste en observar el tránsito del exoplaneta por delante de la estrella. El planeta, como cuerpo que no radia luz, causará un descenso del brillo que observamos en la estrella. La curva de luz registrada presentará una depresión que delatará su paso.
Sin embargo, debido a la situación espacial del plano orbital del exoplaneta y la línea visual entre la estrella y la Tierra, estos tránsitos no siempre son visibles. Se cree que es posible usar esta técnica en una de cada mil estrellas. La manera de afrontar esta adversidad es observar muchas estrellas, como hacen las misiones espaciales Kepler o Corot.

Pero no es la única técnica. En un sistema donde hay dos cuerpos, a pesar de ser mucho mayor la masa de la estrella que la del exoplaneta, la influencia gravitatoria de este último hace que el centro de masas del sistema, no esté situado en el centro de la estrella, sino un poco desplazado. Dicho efecto se puede aprovechar para buscar exoplanetas de dos maneras.

Por un lado, si observamos el plano de oscilación de canto, veremos que el espectro de la estrella presenta un efecto Doppler, con un desplazamiento en las líneas espectrales, que será diferente en función de si la estrella está en un punto en el que se aproxima o en el que se aleja respecto a nosotros.
Por otro lado, si observamos desde un punto de vista perpendicular al plano de oscilación veremos que la estrella al desplazarse por el firmamento (observable más fácilmente cuanto más cerca esté la estrella de nosotros) no se mueve en línea recta como sería de esperar: se moverá oscilando levemente alrededor de la trayectoria esperada.
El ingenio por encontrar técnicas para descubrir nuevos mundos no acaba aquí. Por ejemplo, por increíble que parezca, ya he han encontrado más de una decena de  exoplanetas alrededor de púlsares. La presencia de un exoplaneta altera la frecuencia de los destellos del púlsar, permitiendo inferir su presencia.
Otra técnica novedosa consiste en buscar las llamadas microlentes gravitatorias: la curvatura de la luz de una estrella situada visualmente detrás de la estrella monitorizada debido al campo gravitatorio de esta última. Diferencias entre el valor esperado según la estimación de la masa de la estrella y el valor observado delatará la presencia de un exoplaneta. También se pueden detectar buscando el rastro que deja su movimiento en un disco de polvo protoplanetario. Efectos similares son causados por algunas lunas en los anillos de Saturno.

La variada ‘fauna’ exoplanetaria

Entre los más de 800 nuevos mundos descubiertos existe una gran diversidad. Ya se han descubierto planetas en la llamada zona de habitabilidad, una región alrededor de la estrella en la cual sería posible la presencia de agua en forma líquida (siempre y cuando además el planeta reúna unas características concretas).
Por ejemplo, Gliese 163c, de unas siete veces la masa terrestre, o Kepler-22b, se encuentran en dicha región. También es destacable el sistema Gliese 581. Alrededor de esta estrella situada a 20 años luz se han detectado 6 exoplanetas: uno dentro de la zona de habitabilidad, otro en el límite interno, y otro más en el externo.
La tendencia a encontrar mundos cercanos a la estrella conduce a descubrimientos como el de Corot-7b que tiene casi dos veces el diámetro de la Tierra, pero a diferencia de ésta, se “cuece” a más de 1.000 grados centígrados. Si esta temperatura parece alta, es menos de la mitad de la reinante en WASP-12b. Su proximidad a la estrella, además de calentarle a más de 2.200 grados centígrados, es la causante de la pérdida continua de su atmósfera.
Aunque, por lo general, los exoplanetas encontrados son de tamaños muy grandes, se han encontrado algunos con tamaños próximos al de la Tierra. En la categoría de súper Tierras se engloban aquellos planetas con tamaños mayores que la Tierra, como 55 Cancri e, que tiene 8 veces la masa de la Tierra. También existen con un tamaño similar a nuestro planeta, como Kepler-20e y Kepler-20f, e incluso menores, como el recientemente descubierto UCF-1.01 alrededor de la estrella GJ426, que tiene dos tercios del tamaño terrestre.
Y aunque quedan fuera de esta lista muchos y muy sorprendentes mundos es interesante destacar algunos casos más. Por ejemplo Kepler-16b orbita alrededor de un sistema estelar binario, o dos mundos que orbitan alrededor de Kepler-36, y cuyas órbitas se aproximan cada 97 días a menos de 5 veces la distancia de la Tierra a la Luna. Y si en nuestro Sistema Solar hay varios planetas con anillos a su alrededor, ya hay varios exoplanetas candidatos a poseerlos, como 79 Ceti b.

Referencias:

http://exoplanet.eu/

http://www.eso.org/public/spain/news/eso1241/Encontrado un planeta en el sistema estelar más cercano a la Tierra”. ESO.
http://www.astrofisicayfisica.com/2012/06/descubierto-un-exoplaneta-de-lava-y-su.htmlDescubierto un exoplaneta de lava y su vecino gigante gaseoso”. Astrofísica y Física.
http://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-planeta-con-dos-soles-como-Tatooine-de-Star-WarsUn planeta con dos soles como Tatooine, de Star Wars”. Agencia Sinc.
An introduction de Astrobiology”. Open University. 2004.
Exoplanetas”. Serie “¿Qué sabemos de?”. Álvaro Giménez. Editorial CSIC. 2012.

[Fuente del artículo: divulgaUNED]

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