Hola amigos: A VUELO DE UN QUINDE EL BLOG., Por primera vez, una nueva e ingeniosa técnica ha permitido a los
astrónomos estudiar la atmósfera de un exoplaneta en detalle — incluso
sin la necesidad de que pase delante de su estrella anfitriona. Un
equipo internacional ha utilizado el Very Large Telescope (VLT) de ESO
para captar directamente el débil brillo del planeta Tau Boötis b. Por
primera vez, han estudiado la atmósfera del planeta y medido su órbita y
su masa de forma muy precisa — resolviendo así un antiguo problema con
quince años de antigüedad. Sorprendentemente, el equipo también ha
descubierto que la atmósfera del planeta parece más fría cuanto más se
aleja de la superficie, lo contrario de lo que se esperaba. Los
resultados se publicarán en el número del 28 de junio de 2012 de la
revista Nature.
Impresión artística del exoplaneta Tau Boötis b
En eta impresión artística vemos al exoplaneta Tau Boötis b.
Este fue uno de los primeros exoplanetas descubiertos en 1996, y sigue
siendo uno de los sistemas planetarios más cercanos que se conocen hasta
el momento. Utilizando el Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han captado y estudiado por primera vez la débil luz del planeta Tau Boötis b.
Gracias a una nueva e ingeniosa técnica observacional, el equipo
descubrió que la atmósfera del planeta parece más fría a mayor altitud,
lo contrario de lo que se esperaba.
Crédito: ESO/L. Calçada
La estrella anfitriona del famoso exoplaneta Tau Boötis b
Este mapa muestra la localización de la estrella Tau Boötis
en la constelación de Bootes (El Boyero). En el mapa pueden verse la
mayor parte de las estrellas visibles a simple vista bajo buenas
condiciones atmosféricas, y la ubicación de la estrella destaca en un
círculo rojo. La estrella puede verse a simple vista, pero para ver la
propia luz del planeta que la orbita ha sido necesario utilizar el
telescopio VLT de ESO.
Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
Visión de amplio campo de la estrella anfitriona del famoso exoplaneta Tau Boötis b
Esta imagen del cielo que rodea a la estrella Tau Boötis fue creada con imágenes tomadas por el sondeo Digitized Sky Survey 2.
La propia estrella, que es lo suficientemente brillante como para poder
verla a simple vista, se encuentra en el centro. Los picos y círculos
coloreados que se ven alrededor de la estrella no son reales, se trata
de artefactos generados por el telescopio y por la placa fotográfica
utilizada. El exoplaneta Tau Boötis b orbita muy cerca de la
estrella y es completamente invisible en esta imagen. Ha sido posible
detectar la propia luz que emite el planeta gracias al telescopio VLT de
ESO.
Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2
El planeta Tau Boötis b [1]
fue uno de los primeros exoplanetas descubiertos en 1996, y sigue
siendo uno de los exoplanetas más cercanos que se conocen. Pese a que su
estrella anfitriona es fácilmente visible a simple vista, obviamente el
propio planeta no lo es, y hasta el momento solo podía detectarse por
sus efectos gravitatorios sobre la estrella. Tau Boötis b es un gran “Júpiter caliente” que orbita muy cerca de su estrella anfitriona.
Como muchos exoplanetas, este no transita el disco de su estrella
(como en el reciente tránsito de Venus). Hasta ahora estos tránsitos
eran esenciales para permitir el estudio de las atmósferas
exoplanetarias: cuando un planeta pasa frente a su estrella las
propiedades de su atmósfera quedan impresas en la luz de la estrella.
Como no hay luz estelar que brille a través de la atmósfera de Tau Boötis b hacia nosotros, la atmósfera del planeta no ha podido ser estudiada antes.
Pero ahora, tras 15 años intentando estudiar el débil brillo que
emiten exoplanetas de tipo Júpiter calientes, los astrónomos han podido
finalmente estudiar, de forma fidedigna, la estructura de la atmósfera
de Tau Boötis b y deducir su masa de un modo preciso por primera vez. El equipo utilizó el instrumento CRIRES [2], instalado en el Very Large Telescope
(VLT) en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile. Combinaron
observaciones infrarrojas de alta calidad (en longitudes de onda de
alrededor de 2,3 micras) [3]
con un nuevo e ingenioso truco para extraer la débil señal del planeta a
partir de la luz mucho más potente emitida por la estrella anfitriona [4].
El investigador principal de este trabajo, Matteo Brogi (Observatorio Leiden, Países Bajos) explica: “Gracias
a las observaciones de alta calidad proporcionadas por el VLT y CRIRES
fuimos capaces de estudiar el espectro del sistema con el nivel de
detalle más alto logrado hasta el momento. Solo un 0.01% de la luz que
vemos viene del planeta, y el resto proviene de la estrella, por lo que
no fue fácil”.
La mayoría de los planetas alrededor de otras estrellas fueron
descubiertos por sus efectos gravitatorios sobre las estrellas
anfitrionas, lo que limita la información que puede obtenerse de su
masa: solo permiten obtener un límite inferior para la masa de un
planeta [5].
La nueva técnica pionera es mucho más poderosa. Ver directamente la luz
del planeta ha permitido a los astrónomos medir el ángulo de la órbita
del planeta y, de ahí, extraer su masa con precisión. Trazando los
cambios en el movimiento del planeta a medida que orbita a su estrella,
el equipo ha determinado por primera vez, de forma fidedigna, que Tau Boötis b orbita a su estrella anfitriona con un ángulo de 44 grados y tiene seis veces la masa del planeta Júpiter.
“Las nuevas observaciones de VLT resuelven un problema de 15 años de antigüedad: resolver la masa de Tau Boötes b.
Y la nueva técnica también significa que, a partir de ahora, podremos
estudiar las atmósferas de los exoplanetas que no transitan a sus
estrellas, así como medir sus masas de forma precisa, lo cual antes era
imposible”, afirma Ignas Snellen (Observatorio de Leiden, Países Bajos), co-autor del artículo. “Es un gran paso adelante.”
Además de detectar el brillo de la atmósfera y de medir la masa de Tau Boötes b,
el equipo ha estudiado su atmósfera y medido la cantidad de monóxido de
carbono existente, así como la temperatura a diferentes alturas por
medio de una comparación hecha entre las observaciones y unos modelos
teóricos. Uno de los resultados más sorprendentes de este trabajo ha
sido que las nuevas observaciones indicaban una atmósfera con una
temperatura que desciende a medida que aumenta la altura. Este resultado
es exactamente el opuesto a la inversión térmica — un aumento en la
temperatura a mayor altitud — encontrado en otros exoplanetas tipo
Júpiter [6] [7].
Las observaciones del VLT muestran que la espectroscopía de alta
resolución de telescopios basados en tierra es una herramienta muy útil
para un análisis detallado de las atmósferas de los planetas que no
hacen tránsito estelar. La detección de diferentes moléculas en el
futuro, permitirá a los astrónomos aprender más sobre las condiciones
atmosféricas de los planetas. Haciendo medidas a lo largo de la órbita
del planeta, los astrónomos podrían incluso ser capaces de detectar
cambios atmosféricos entre la mañana y la tarde del planeta.
"Este estudio muestra el enorme potencial de los telescopios
basados en tierra, tanto de los ya existentes como de los que llegarán
en el futuro, como el E-ELT. Tal vez algún día, utilizando esta técnica,
encontremos evidencias de actividad biológica en planetas similares a
la Tierra”, concluye Ignas Snellen.
Notas
[1] El nombre del planeta, Tau Boötis
b, combina el nombre de la estrella (Tau Boötis, o τ Bootis, τ es la
letra griega “tau”, no la letra “t”) con la letra “b” que indica que es
el primer planeta encontrado alrededor de esta estrella. La designación Tau Boötis a se utiliza para la propia estrella.
[2] Siglas de CRyogenic InfraRed Echelle Spectrometer (Espectrómetro Echelle infrarrojo criogénico).
[3] En longitudes de onda infrarrojas, la estrella
anfitriona emite menos luz que en el rango óptico, por lo que es una
longitud de onda favorable para separar la tenue señal del planeta.
[4] Este método utiliza la velocidad radial del
planeta en órbita alrededor de su estrella anfitriona para distinguir su
radiación de la emitida por la estrella y de fenómenos provenientes de
la propia atmósfera terrestre. El mismo equipo de astrónomos probó esta
técnica anteriormente con un planeta en tránsito, midiendo su velocidad
orbital mientras cruzaba el disco de la estrella.
[5] Esto se debe a que, normalmente, no se conoce la
inclinación de la órbita. Si la órbita del planeta está inclinada en
relación a la línea de visión que hay entre la Tierra y la estrella, un
planeta más masivo causa, una y otra vez, el mismo movimiento a una
estrella que un planeta de menor tamaño en una órbita menos inclinada, y
no es posible separar ambos efectos.
[6] Se cree que las inversiones térmicas son
caracterizadas en el espectro por fenómenos moleculares en emisión, más
que por fenómenos de absorción, tal y como se extrae de las
observaciones fotométricas de Júpiteres calientes obtenidas con el
telescopio espacial Spitzer. El exoplaneta HD209458b es el ejemplo mejor
estudiado de inversión térmica en las atmósferas de exoplanetas.
[7] Esta observación apoya modelos en los cuales la
fuerte emisión ultravioleta, asociada a la actividad cromosférica —
similar a la exhibida por la estrella anfitriona de Tau Boötis b — es responsable de la inhibición de la inversión térmica.
Información adicional
Esta investigación fue presentada en el
artículo "The signature of orbital motion from the dayside of the
planet τ Boötis b", que aparecerá en la revista Nature el 28 de junio de 2012.
El equipo está compuesto por Matteo Brogi (Observatorio de Leiden,
Países Bajos), Ignas A. G. Snellen (Observatorio de Leiden), Remco J. de
Kok (SRON, Utrecht, Países Bajos), Simon Albrecht (Instituto
Massachusetts de Tecnología, Cambridge, EE.UU.), Jayne Birkby
(Observatorio de Leiden) and Ernst J. W. de Mooij (Universidad de
Toronto, Canadá; Observatorio de Leiden).
El año 2012 marca el 50 aniversario de la creación del Observatorio Europeo Austral (European Southern Observatory,
ESO). ESO es la principal organización astronómica intergubernamental
de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Quince
países apoyan esta institución: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil,
Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el
Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un
ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de
poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los
astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también
desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en
investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación
de categoría 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. Actualmente ESO
está planificando el European Extremely Large Telescope,
E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de categoría 40
metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el
cielo”.
Enlaces
ESO
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
ayabaca@gmail.com
ayabaca@hotmail.com
ayabaca@yaIncríbete en el Foro del blog y participa : A Vuelo De Un Quinde - El Foro!
No hay comentarios:
Publicar un comentario