Astrofísica Popular – Exoplanetas.

Bienvenidos a Astrofisica popular! Estrenamos nueva sección en astronomía de campo. Para ello nuestro colaborador Jose Vicente Díaz, físico y astrónomo, nos va a adentrar cada mes en el mundo de la astrofísica, de manera práctica, científica y rigurosa, a la vez que divertida y práctica. En este primer artículo nos habla acerca de los misterios de los exoplanetas.

Sin más, os dejo en sus manos y comenzamos …

Astrofísica popular. Exoplanetas.

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Con la tecnología actual podemos encontrar a muchos planetas que orbitan otras estrellas, también llamados: exoplanetas, en esta entrada aprenderéis de una forma sencilla las técnicas que se utilizan.

Exoplanetas.

Pero…¿Qué exactamente es un Exoplaneta?

En el Universo hay otros sistemas planetarios a parte del nuestro, cuando hablamos de un planeta que órbita otra estrella diferente al Sol se le denomina Exoplaneta o Planeta Extrasolar.

La Formación de Sistemas planetarios es normal en la mayoría de las estrellas, por tanto en la inmensa mayoría de las estrellas hay planetas, durante su formación aparece una nube de gas y polvo, en esta nube se forman los planetas.

 Imagen de la formación de un sistema planetario, al proceso de formación se le denomina agregación.

Imagen de la formación de un sistema planetario, al proceso de formación se le denomina agregación.

 

El primer planeta extrasolar descubierto fue por el astrónomo polaco Aleksander Wolszczan, este anunció en 1992 el descubrimiento de 3 objetos sub-estelares de baja masa orbitando el púlsar PSR1257 + 12, el descubrimiento se realizó mediante la medición de la variación periódica en el tiempo de llegada de los pulsos de radio de un púlsar. Estos fueron los primeros planetas extrasolares descubiertos.

 

Los primeros planetas extrasolares alrededor de estrellas de la secuencia principal (parecidos al Sol) fueron descubiertos en el siglo pasado, en la década de 1990, en una dura competición entre equipos suizos y norteamericanos. El primer planeta extrasolar fue anunciado por Michel Mayor y Didier Queloz, del grupo suizo, el 6 de octubre de 1995. La estrella principal era 51Pegasi y el exoplaneta se designó con el nombre 51Pegasi b. Usaron el método de la velocidad radial.

Métodos de detección.

Hablaremos de los métodos mas utilizados:

  • Velocidad Radial.
  • Astrometría.
  • Tránsitos.
  • Visión directa.

Velocidad radial.

Este método se basa en el Efecto Doppler. El planeta, al orbitar su estrella, ejerce una fuerza gravitacional sobre ésta de manera que la estrella gira sobre el centro de masa común del sistema.

Las oscilaciones de la estrella pueden detectarse mediante pequeños cambios en las líneas espectrales según la estrella se acerca a nosotros (corrimiento hacia el azul) o se aleja (corrimiento al rojo). Es muy buen método para detectar planetas gigantes que estén muy cerca de la estrella.

Curva de velocidad radial resultante de la presencia de un planeta depende de su masa y de los elementos de su órbita.
Curva de velocidad radial resultante de la presencia de un planeta depende de su masa y de los elementos de su órbita.

 

Astrometría.

Como la estrella gira sobre el centro de masa se puede intentar registrar las variaciones de su posición y el movimiento oscilatorio de la estrella. Son oscilaciones muy pequeñas, aun así con este método se encontró un Exoplaneta en 2009, llamado VB10b pues está alrededor de la estrella VB10, una enana roja a 20 años luz de nosotros. VB10b tiene un tamaño de 6 veces el planeta Júpiter.

Recreación del exoplaneta VB10b alrededor de su estrella
Recreación del exoplaneta VB10b alrededor de su estrella

Tránsitos.

Consiste en observar fotométricamente la estrella y detectar sutiles cambios en la intensidad de su luz cuando un planeta órbita por delante de ella. Esa pequeña variación en el brillo de la estrella fruto del tránsito del Exoplaneta nos puede determinar muchos parámetros, como profundidad de tránsito, tamaño del planeta, atmósfera, zona de habitabilidad.

Curva de brillo en función del tiempo de un tránsito
Curva de brillo en función del tiempo de un tránsito

 

A partir de la curva de luz del tránsito se determina el cociente de radios planeta/estrella y la inclinación orbital, además de otros parámetros de la estrella y de la órbita.

En general, las observaciones de tránsito deben ser complementadas con medidas de velocidad radial para, de este modo, calcular la masa y determinar la naturaleza planetaria del objeto.

Otras aplicaciones de los tránsitos: Determinación de la atmósfera del planeta. Durante el transito y antes de la ocultación el planeta refleja la luz de la estrella y podemos determinar el espectro del planeta y por tanto la composición de su atmósfera. Método muy refinado y complicado pero con muy buenos resultados.

Sí hay una misión que lleva una gran cantidad de exoplanetas descubiertos esta es la misión Kepler de la NASA, esta ha verificado en lo que llevamos de año 1.284 nuevos exoplanetas, siendo este el mayor hallazgo de planetas hasta la fecha. Kepler capta las disminuciones de brillo que se producen cuando los planetas pasan por delante de sus estrellas, es decir estudia el tránsito del planeta por su estrella. Lanzado en marzo de 2009, Kepler es la primera misión de la NASA para encontrar planetas potencialmente habitables. El telescopio espacial vigila 150.000 estrellas en un pequeño trozo de cielo.

Visión directa.

Es un objetivo primordial actualmente pero tiene un problema, los objetos están muy lejos y quedan emborronados por el brillo de su estrella. La solución a este problema es la observación en un punto, es decir observa un píxel.

Las variaciones en la reflexión de la luz sobre el planeta y las modulaciones en el brillo y la temperatura durante su periodo de rotación o de traslación medidas a distintas longitudes de onda pueden ser usadas para deducir las propiedades de su atmósfera y de su superficie.
Las variaciones en la reflexión de la luz sobre el planeta y las modulaciones en el brillo y la temperatura durante su periodo de rotación o de traslación medidas a distintas longitudes de onda pueden ser usadas para deducir las propiedades de su atmósfera y de su superficie.

 

Es necesario estudiar cómo se vería nuestro propio planeta desde la distancia, con toda su luz concentrada en un solo píxel. Con esta información y por comparación podemos determinar atmósferas y características de otros planetas. Podemos incluso determinar la posible presencia de vida, observando la presencia de biomarcadores.

Los biomarcadores nos abren la puerta a la detección remota de vida, que de otro modo sería inviable hasta un futuro a largo plazo.  La presencia de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, ozono (que indica oxígeno en abundancia) y trazas de metano puede ser indicativo de un planeta con una temperatura superficial estable y suave con una biosfera. También puede ser importante la detección de óxidos de nitrógeno, que se encuentran a menudo asociados a actividad biológica de tipo bacteriano.

También hay otros métodos más complicados de búsqueda de exoplanetas, como medidas de pulso de radio de un púlsar, observando variaciones en binarias eclipsantes o mediante microlentes gravitacionales.

Número de Exoplanetas descubiertos hasta mayo de 2016
Número de Exoplanetas descubiertos hasta mayo de 2016
Ya sabéis un poco más de la búsqueda de exoplanetas, como veis no estamos solos en el Universo, calculad que sí solo en nuestra galaxia hay 300.000 millones de estrellas y en cada estrella puede haber planetas, con que solo haya uno con posible vida (de cualquier tipo) tendríamos 300.000 millones de planetas con vida, y solo en nuestra galaxia… calculad lo que habría en el resto del Universo….

 

Tu nueva sección de astrofísica.

 

Para saber más de exoplanetas:

 

Toda la información sobre Exoplanetas

Catálogo de exoplanetas habitables

Planeta posiblemente habitable en la estrella más cercana a la Tierra

Exoplanetas gigantes

 Jose Vicente Díaz. Máster en Astronomía y Astrofísica por la  Universidad Internacional Valenciana (VIU).

Comenta y comparte si te ha gustado, o si ves algo que haya que mejorar. Así, todos aprendemos. 🙂

Son bien recibidos tus comentarios en el blog.

 

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