ESO. Astrónomos anunciaron hoy que, usando el
mundialmente reconocido buscador de planetas de ESO, HARPS, pudieron
obtener un enorme botín de más de 50 nuevos exoplanetas, entre ellos 16
súper-Tierras, una de las cuales orbita en el borde de la zona habitable
de su estrella. Tras el estudio de las propiedades de todos los
planetas encontrados hasta ahora por HARPS, el equipo comprobó que
alrededor del 40% de las estrellas similares al Sol tienen al menos un
planeta más liviano que Saturno.
El espectrógrafo HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros en
el Observatorio La Silla, en la Región de Coquimbo en Chile, es el
buscador de planetas más exitoso del mundo
[1].
El equipo de HARPS, dirigido por Michel Mayor (Universidad de Ginebra,
Suiza), anunció hoy el descubrimiento de más de 50 nuevos exoplanetas
que orbitan estrellas cercanas, incluyendo dieciséis súper-Tierras
[2]. Este es el mayor número de exoplanetas anunciados simultáneamente
[3].
Estos nuevos hallazgos fueron presentados en una conferencia sobre
Sistemas Solares Extremos que reúne a 350 expertos en exoplanetas en
Wyoming, Estados Unidos.
"
La cosecha de descubrimientos que nos ha dado HARPS ha superado
todas las expectativas, e incluye una población excepcionalmente rica de
súper-Tierras y planetas tipo Neptuno orbitando alrededor de estrellas
muy similar a nuestro Sol. Y aún mejor: los nuevos resultados muestran
que el ritmo de los descubrimientos se está acelerando", dice Mayor.
En los ocho años que lleva sondeando estrellas similares al Sol
mediante la técnica de velocidad radial, HARPS ha permitido descubrir
más de 150 nuevos planetas. Alrededor de dos tercios de todos los
exoplanetas conocidos con masas menores a la de Neptuno
[4]
fueron descubiertos por HARPS. Estos excepcionales resultados son el
fruto de varios cientos de noches de observación con HARPS
[5].
Mediante el análisis de observaciones realizadas con HARPS a 376
estrellas similares al Sol, los astrónomos lograron mejorar bastante la
estimación de las probabilidades de que una estrella tipo Sol albergue
planetas de baja masa (en comparación con los gigantes gaseosos).
Descubrieron que el 40% de estas estrellas tienen al menos un planeta
menos masivo que Saturno. La mayoría de los exoplanetas de masa igual o
inferior a Neptuno parecen formar parte de sistemas con múltiples
planetas.
El proceso de actualizaciones a sus sistemas de
hardware y
software
está permitiendo elevar a HARPS a un nivel superior de estabilidad y
sensibilidad en la búsqueda de planetas rocosos que pudieran albergar
vida. Diez estrellas cercanas similares al Sol fueron seleccionadas para
el nuevo sondeo. Estas estrellas habían sido observadas previamente con
HARPS, por lo que se sabía que eran buenas candidatas para mediciones
de velocidad radial extremadamente precisas. Tras dos años de trabajo,
el equipo de astrónomos ha descubierto cinco nuevos planetas con masas
menores a cinco veces la masa de la Tierra.
"
Estos planetas serán unos de los mejores objetivos para los
futuros telescopios espaciales que buscarán signos de vida en la
atmósfera de otros planetas mediante la detección de huellas químicas,
como evidencia de oxígeno", explica Francesco Pepe (Observatorio de Ginebra, Suiza), autor principal de uno de los artículos científicos más recientes.
Uno de los nuevos planetas descubiertos anunciado recientemente, HD
85512 b, posee una masa estimada de sólo 3,6 veces la masa de la Tierra
[6]
y se encuentra en el borde de la zona habitable: aquella estrecha zona
alrededor de una estrella donde el agua puede estar presente en forma
líquida si las condiciones son apropiadas
[7].
"
Este es el planeta de menor masa confirmado y descubierto con el
método de velocidad radial que potencialmente se encuentra en la zona
habitable de su estrella, y el segundo planeta de baja masa descubierto
por HARPS en el interior de la zona habitable", añade Lisa
Kaltenegger (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania y
la Universidad de Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, en
Boston, EE.UU.), quien es experta en habitabilidad de exoplanetas.
El aumento en precisión de los sondeos realizados por HARPS permite
ahora la detección de planetas con menos de dos masas terrestres. HARPS
es tan sensible que puede detectar amplitudes de velocidad radial
significativamente menores a 4 km/h
[8] -menos de la velocidad de una persona caminando.
"
La detección de HD 85512 b está lejos de ser el límite de HARPS y
demuestra la posibilidad de descubrir otras súper-Tierras en zonas
habitables alrededor de estrellas similares al Sol", añade Mayor.
Estos resultados permiten a los astrónomos confiar en que pronto
descubrirán nuevos pequeños planetas rocosos habitables alrededor de
estrellas similares a nuestro Sol. Nuevos instrumentos permitirán
impulsar esta búsqueda, entre ellos una copia de HARPS que será
instalado en el Telescopio Nazionale Galileo en las Islas Canarias, para
estudiar las estrellas en el cielo del norte, además de un nuevo y más
potente buscador de planetas, llamado ESPRESSO, que será instalado en el
Very Large Telescope (VLT) de ESO en Cerro Paranal, Chile, en 2016
[9]. En un futuro algo más lejano se espera que el instrumento del CODEX, para el
European Extremely Large Telescope (E-ELT), impulse esta técnica a un nivel aún superior.
"
En los próximos diez a veinte años deberíamos tener la primera
lista de planetas potencialmente habitables en la cercanías del Sol.
Hacer una lista es esencial antes de que futuros experimentos pueden
buscar posibles huellas espectroscópicas de vida en las atmósferas de
exoplanetas", concluye Michel Mayor, quien descubrió el primer exoplaneta de la historia alrededor de una estrella normal en 1995.
Notas
[1] HARPS mide la velocidad radial de
una estrella con una precisión extraordinaria. Un planeta en órbita
alrededor de una estrella hace que la estrella se acerque y se aleje
regularmente de un observador distante situado en la Tierra. Debido al
efecto Doppler, este cambio de velocidad radial produce un cambio en el
espectro de la estrella hacia longitudes de onda mayores a medida que se
aleja (llamado desplazamiento al rojo) y un desplazamiento al azul
(hacia longitudes de onda más cortas) cuando se acerca. Este pequeño
cambio en el espectro de la estrella se puede medir con un espectrógrafo
de alta precisión como HARPS y se utiliza para inferir la presencia de
un planeta.
[2] Los planetas con masas entre una y diez veces la
masa de la Tierra se denominan súper-Tierras. No existen planetas de
este tipo en nuestro Sistema Solar, pero parecen ser muy comunes
alrededor de otras estrellas. Los descubrimientos de tales planetas en
zonas habitables alrededor de sus estrellas son muy importantes ya que,
si el planeta es rocoso y contiene agua como la Tierra, podría
potencialmente albergar vida.
[3] En la actualidad el número de exoplanetas se
acerca a 600. Además de los exoplanetas descubiertos con la técnica de
velocidad radial, más de 1200 candidatos de exoplanetas han sido
encontrados por la misión Kepler de la NASA, utilizando un método
alternativo: buscando la ligera disminución en el brillo de una estrella
cuando un planeta pasa por delante (tránsitos) y bloquea parte de su
luz. La mayoría de los planetas descubiertos por este método de tránsito
son muy distantes. En cambio, los planetas descubiertos por HARPS
orbitan estrellas cercanas al Sol, lo que los convierte mejores
objetivos para observaciones adicionales de seguimiento.
[4] Neptuno tiene alrededor de diecisiete veces la masa de la Tierra.
[5] Este extenso programa de observación es dirigido por Stéphane Udry (Observatorio de Ginebra, Suiza).
[6] Con el método de velocidad radial, los astrónomos
sólo pueden estimar la masa mínima de un planeta ya que la estimación
de la masa también depende de la inclinación del plano orbital con
respecto a la línea de visión, lo que se desconoce. Desde el punto de
vista estadístico, sin embargo, esta masa mínima a menudo se cerca a la
masa real del planeta.
[7] Hasta el momento, HARPS ha encontrado dos
súper-Tierras que podrían estar dentro de la zona habitable. La primera
de ellas, Gliese 581 d, fue descubierta en 2007 (
ver noticia anterior).
HARPS también fue usado recientemente para demostrar que otra supuesta
súper-Tierra en la zona habitable alrededor de la estrella Gliese 581
(Gliese 581 g) no existe.
[8] Con un gran número de mediciones, la sensibilidad
de detección de HARPS es cercana al 100% de las súper-Tierras de diez
masas terrestres con períodos orbitales de hasta un año. En el caso de
planetas de tres masas terrestres con órbitas de un año, la probabilidad
de detección se mantiene cercana al 20%.
[9] ESPRESSO, el espectrógrafo Echelle para Exoplanetas Rocoso y Observaciones Espectroscópicas Estables, será instalado en el
Very Large Telescope
de ESO en Cerro Paranal, Chile. Actualmente en fase de diseño
preliminar, el comienzo de sus operaciones está programado para 2016.
ESPRESSO alcanzará una precisión de velocidad radial de 0,35 km/h o
menos. Comparativamente, la Tierra provoca una velocidad radial de 0,32
km/h en el Sol. Esta resolución por lo tanto debería permitir a ESPRESSO
descubrir planetas de masa terrestre en la zona habitable de estrellas
de baja masa.
Información adicional
Los resultados de este estudio fueron
presentados el 12 de septiembre de 2011, en la conferencia sobre
Sistemas Solares Extremos realizada en el Parque Nacional Grand Teton,
Wyoming, Estados Unidos.
Un resumen del estudio será presentado en el artículo científico (en
preparación) "La búsqueda con HARPS de planetas extra-solares australes,
XXXIV - Ocurrencia, distribución de masas y propiedades orbitales de
súper-Tierras y planetas tipo Neptuno", el que será publicado en la
revista
Astronomy & Astrophysics.
El equipo está integrado por el M. Mayor (Observatorio de Ginebra
[OAUG], Suiza), M. Marmier (OAUG), C. Lovis (OAUG), S. Udry (OAUG), D.
Ségransan (OAUG), F. Pepe (OAUG), W. Benz (Physikalisches Institut
Universität Bern, Suiza), JL Bertaux (Service d'Aéronomie, París,
Francia), F. Bouchy (Instituto de Astrofísica de París, Université
Pierre et Marie Curie, Francia y observatorio de Haute-Provence/CNRS,
Francia), X. Dumusque (OAUG), G. LoCurto (ESO, Alemania), C. Mordasini
(Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania), D. Queloz (OAUG), NC
Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal y el
Departamento de Física de Astronomía, Facultad de Ciencias da
Universidade do Porto, Portugal), D. Queloz (OAUG).
ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización
astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico
más productivo del mundo. Es apoyado por 15 países: Alemania, Austria,
Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia,
Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO
desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y
operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que
permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos.
ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la
cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos
de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y
Chajnantor. En Paranal, ESO opera el
Very Large Telescope, el
observatorio óptico más avanzado del mundo y dos telescopios de rastreo.
VISTA trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande
del mundo y el VST (sigla en inglés del Telescopio de Rastreo del VLT)
es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el
cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario
telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. ESO
está actualmente planificando el
European Extremely Large Telescope,
E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de la categoría de
40 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo en el cielo”.
Entradas
