3 de junio de 2013

El más ligero

Tránsitos, astrometría, lentes gravitacionales... Hay muchos métodos para detectar exoplanetas. Uno de ellos es a través de imagen visual directa, o lo que es lo mismo, fotografiándolo. Es un método complicado debido a la distancia que nos separa de ellos, unido a que no emiten luz propia, sino que reflejan la de su estrella. Apenas una docena de planetas de los más de 890 detectados han sido descubiertos por este método.

Tal vez el más ligero

Pero hoy hay uno más de los captados por este método, y es que un grupo de astrónomos han captado con el VLT lo que tal vez sea el exoplaneta más ligero captado por imagen directa.

Este mapa muestra la posición de la joven estrella HD 95086 en la constelación austral de Carina. La mayor parte de las estrellas que muestra la imagen son visibles a ojo bajo buenas condiciones meteorológicas. La estrella HD 95086 es demasiado débil para verla a simple vista, pero puede verse con prismáticos. Créditos: ESO, IAU and Sky & Telescope.

El grupo de astrónomos detectó un objeto muy débil que se mueve cerca de una estrella a unos 300 años luz en la constelación de Carina. “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” afirmó Julien Rameau, del Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble (Francia). “Hasta ahora solo se han observado directamente unos pocos planetas, haciendo que cada uno de los descubrimientos se convierta en un importante hito”, añadió J. Rameau.

Un punto débil

El recién descubierto se ve como un punto definido de débil brillo moviéndose alrededor de la estrella HD 95086. Con datos como el brillo y la velocidad a la que se mueve se ha podido estimar su masa, que anda rondando sobre unas 4-5 veces la de Júpiter.

Esta imagen del planeta recién descubierto HD 95086 b obtenida con el telescopio VLT de ESO. La propia estrella ha sido eliminada de la imagen durante el procesado para aumentar la visibilidad del débil exoplaneta, cuya posición se ha marcado. El exoplaneta puede verse abajo a la izquierda. Créditos: ESO / J. Rameau.

También se ha estimado la distancia media a su estrella, estimada en unas 56 veces la distancia Tierra-Sol. Aunque comparado con la Tierra sea gigantesco, este nuevo exoplaneta llamado HD 95086 b, es el más ligero detectado por este método.

La edad de la estrella, algo más masiva que el Sol, está rodeada por un disco de escombros, haciendo ver que tanto el planeta como la estrella son muy jóvenes, esetimando su edad entre los 10 y 17 millones de años, una recién nacida si la comparamos con los más de 4500 millones de años de nuestro Sol.

Los instrumentos

El equipo de astrónomos trabajó en el rango del infrarrojo usando la técnica de imagen diferencial con el instrumento de óptica adaptativa NACO instalado en un Telescopio Unitario del VLT de ESO, que permitió eliminar la mayor parte de la distorsión atmosférica de nuestro planeta.

Imagen del cielo que rodea a la joven estrella HD 95086 en la constelación austral de Carina. Fue creada a partir de imágenes obtenidas por el sondeo Digitized Sky Survey 2. Créditos:
ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Los resultados

Con los datos en la mano, Anne-Marie Lagrange, miembro del equipo de astrónomos, tiene dos teorías sobre la formación de este joven planeta. "O bien creció por la acumulación de rocas que forman el núcleo sólido y luego, lentamente, acumuló gas del entorno (...) o bien inició su formación a partir de un cúmulo de gas generado por inestabilidades gravitatorias en el disco", dijo.

Gaël Chauvin, otro miembro del equipo, ya ve futuro en este sistema planetario. Según los resultados, el nuevo planeta tiene "una temperatura superficial estimada de unos 700 ºC (...) En su atmósfera puede existir vapor de agua y, posiblenente,metano. Será un gran objeto de estudio para el futuro instrumento SPHERE, que se instalará en el VLT", afirmó.

Parece que los instrumentos se están afinando a buen ritmo para detectar imágenes directas de exoplanetas, algo que requiere unas precisiones y sensibilidades extremadamente altas. Lo que hace 20 años podría parecer ciencia ficción, ahora se está convirtiendo en realidad.

Al igual que lo que ha venido pasando con los otros métodos para detectar exoplanetas, cada vez se ha ido reduciendo el tamaño de los cuerpos descubiertos, y con este método irá sucediendo lo mismo. Ahora, ya estamos en tamaños 4-5 veces el de Júpiter. En un plazo no superior a 5 años, seguro que las precisiones permitirán detectar súper-Tierras.
NOTA: Esta investigación ha sido presentada en el artículo titulado “Discovery of a probable 4-5 Jupiter-mass exoplanet to HD95086 by direct-imaging”, que aparece en la revista Astrophysical Journal Letters.
El equipo está compuesto por J. Rameau (Instituto de Planetología y de Astrofísica de Grenoble, Francia [IPAG]), G. Chauvin (IPAG), A.-M. Lagrange (IPAG), A. Boccaletti (Observatorio de París, Francia; Universidad Pierre y Marie Curie Paris 6 y Universidad Denis Diderot Paris 7, Meudon, Francia), S. P. Quanz (Instituto de Astronomía, ETH Zurich, Suiza), M. Bonnefoy (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania [MPIA]), J. H. Girard (ESO, Santiago, Chile), P. Delorme (IPAG), S. Desidera (INAF - Observatorio Astronómico de Padua, Italia), H. Klahr (MPIA), C. Mordasini (MPIA), C. Dumas (ESO, Santiago, Chile), M. Bonavita (INAF-Observatorio Astronómico de Padua), Tiffany Meshkat (Observatorio de Leiden, Países Bajos), Vanessa Bailey (Univ. de Arizona, EE.UU.), y Matthew Kenworthy (Observatorio de Leiden, Países Bajos).
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6 comentarios:

  1. No entiendo una cosa. Dices que se puede estimar su masa a partir su brillo y su velocidad. Comprendo lo primero, pero ¿la velocidad?

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    1. Hola Evocid,
      en el estudio del exoplaneta a través de las imágenes que se han recibido, se ha percibido un ligero movimiento del planeta alrededor de su estrella. A raíz de eso, se puede aproximar su velocidad.

      Con eso y las leyes de Kepler, se pueden obtener el resto de parámetros.

      Gracias por tu comentario!

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  2. Hola, Antonio. Las leyes de Kepler pueden derivarse de las de Newton, y en éstas creo recordar que siendo tanto la fuerza gravitatoria como la inercia proporcionales a la masa, al final la masa del planeta sería irrelevante. No así la de la estrella. Otra cuestión es que se pueda medir con los instrumentos usados las perturbaciones que el planeta pueda causar en el movimiento de la estrella, las que sí dependerían de la
    masa del planeta. O es así o algo recuerdo mal :/

    Gracias a ti por el interesantisimo blog.

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    1. A lo que te refieres es a la astrometría (si el plano orbital es perpendicular a nuestro punto de visión) o a las velocidades radiales (si es paralelo), que básicamente es el bamboleo que el planeta produce en la estrella. Pero a nivel "fotográfico", que es como se ha descubierto este planeta, esas variaciones tan pequeñas no se pueden medir.

      Cuando hablé de velocidad, me refería a velocidad de traslación, y entre dos tomas del planeta, se ve que hay variación de posición.

      En cuanto a lo que dices de las leyes de Newton, es al contrario: las de Newton sale a raíz de las de Kepler. Y la masa, en este caso es determinante para mantener la relación de áreas barridas por el radiovector. Dicho de otra forma, la relación masa/distancia influye directamente en la velocidad.

      Gracias por tu interés!

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    2. Saludos, Antonio, me alivia saber que te lo tomas como una muestra de interés por mi parte y no como un incordio, lo que en absoluto sería mi intención. Mi problema es que yo recuerdo las cosas de un modo distinto, pero por otro lado no confío del todo mi memoria, pues no sería la primera mala pasada que me juega.

      Y el caso es que creo recordar que la leyes de Kepler y la ley de la gravitación de Newton son formulaciones equivalentes si damos por hecho las leyes de la mecánica de Newton. Quiero decir, que se pueden deducir unas de la otra y viceversa. Newton dedujo su ley a partir de las de Kepler, pero el camino inverso también puede hacerse (dando por ciertas previamente, eso sí, las leyes de la mecánica).

      Y, en todo caso, tanto por unas leyes (Kepler) como por la otra (gravitación) sigo pensando que la masa de una planeta es irrelevante para conocer su movimiento, por lo que, inversamente, conocer su movimiento nada nos dirá sobre su masa.

      De todos modos insisto en que puedo estar equivocado, pero no tengo ahora mucho tiempo, así que me doy una semana para revisar mis conocimientos y si veo que estoy equivocado o, sencillamente, soy incapaz de aclararme, volveré por aquí para reconocerlo. Un cordial saludo y de nuevo gracias por tu blog.

      Alejandro González.

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    3. Efectivamente, las leyes de Kepler y la ley de Gravitación Universal de Newton son equivalentes, de hecho, Newton dedujo la ley de Gravitación Universal basándose en las leyes de Kepler.

      Creo que a lo que te refieres sobre la irrelevancia de la masa es a lo que dijo Galileo en sus experimentos desde la torre de Pisa, afirmando que la masa de un objeto es independiente en el tiempo de caída libre. Pero para el tema de movimientos planetarios, hay que tenerla en cuenta, ya que, por ejemplo, un exoplaneta de masa Júpiter girando en la órbita de Mercurio a la velocidad de éste último, se precipitaría hacia el Sol.

      Te recomiendo que para que lo compruebes, mires las tablas de exoplanetas y date cuenta como los gigantes gaseosos (muy masivos) girando muy cerca de su estrella, completan una vuelta en cosa de pocos días (entre 2 y 10), mientras que Mercurio tarda 88.

      Un saludo!

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