Concepto
artístico que muestra 5 de los 7 exoplanetas del tamaño de la Tierra que orbitan la estrella TRAPPIST-1. Estos
planetas fueron descubiertos a través de tránsitos,
es decir, cuando pasaron frente a su estrella como se ve desde la Tierra.
De manera similar, los datos de la nave espacial Kepler revelaron 28
tránsitos en el sistema estelar binario HD 139139, también conocido
como el Transcriptor aleatorio. Pero, mientras que los planetas TRAPPIST-1
tienen órbitas periódicas y estables, las órbitas de los objetos en el sistema
HD 139139 son extremadamente, bien ... aleatorias. Imagen vía NASA / JPL-Caltech
/ Newsweek
Un planeta extrasolar o exoplaneta es
un planeta que orbita una estrella diferente al Sol y que, por lo tanto, no pertenece
al Sistema Solar.
Los planetas extrasolares se convirtieron
en objeto de investigación científica en el siglo XX. Muchos astrónomos suponían su existencia, pero
carecían de medios para identificarlos.
La primera detección confirmada se hizo
en 1992, con el descubrimiento de varios planetas de masa terrestre orbitando
el púlsar Lich.
La primera detección confirmada de un
planeta extrasolar orbitando alrededor de una estrella de la secuencia principal (Dimidio), se hizo en 1995 por los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz.
Desde entonces el número de hallazgos ha
crecido año tras año.
Cualquier planeta constituye
una fuente de luz extremadamente tenue en comparación con la estrella alrededor de la que orbita
(estrella madre).
Detectar una fuente de luz tan tenue es sumamente difícil y el
resplandor de la luz de la estrella madre lo hace aún más complicado. Por estos
motivos, menos del 5% de los planetas extrasolares conocidos
a febrero de 2014 se habían detectado mediante observación directa.
Por ello, los astrónomos han tenido que recurrir por lo
general a métodos indirectos para detectar planetas extrasolares.
Los primeros planetas que se encontraron orbitando estrellas cercanas
nunca han sido vistos. Los astrónomos los han descubierto indirectamente,
infiriendo su existencia a través de los efectos que provocan en la
estrella.
La mayor parte de los planetas que han sido descubiertos han resultado
ser planetas enormes que probablemente no contengan vida. Sin embargo, existen
misiones espaciales especializadas en buscar planetas del tamaño de la Tierra,
como la misión Kepler.
La dificultad de observar planetas extrasolares se debe principalmente a
tres hechos:
·
Los planetas no emiten luz por sí
mismos, excepto cuando son muy jóvenes.
·
Están a distancias enormes de nosotros.
·
Están perdidos en el cegador resplandor
de sus estrellas.
Por ejemplo,
si hubiera un planeta orbitando Próxima
Centauri (situada
a aproximadamente a 4,22 años luz de la Tierra), la estrella más cercana, estaría 7.000
veces más distante que Plutón. Intentar observar este planeta sería como una
tarea poco menos que imposible.
Lo siguiente es una revisión de algunos de los métodos de detección de
planetas extrasolares que hasta ahora han probado su eficacia, y algunos
métodos que están actualmente en desarrollo.
Corrimiento
Doppler
La
medida precisa de la velocidad y el cambio de posición de las estrellas nos
revelan el movimiento inducido por el tirón gravitacional de un planeta. De esa
información, los científicos pueden deducir la masa del planeta y su órbita.
¿Qué
hace que un planeta cause el bamboleo de una estrella? Si una estrella tiene un
único compañero, ambos se mueven en una órbita alrededor del centro de masas
común. Incluso si un cuerpo es mucho menor que el otro, las leyes de la física
dictan que ambos orbitarán en torno al centro de masas del sistema formado por
la estrella y el planeta.
El
método de velocidad radial mide los ligeros cambios en la velocidad de la
estrella al tiempo que la estrella y el planeta se mueven en torno a su centro
de masas común. En este caso, sin embargo, el movimiento detectado es acercándose
al observador y alejándose de él. Los astrónomos pueden mediar estas mediciones
analizando el espectro de luz de la estrella. En un efecto conocido como el
efecto Doppler, las ondas de luz procedentes de una estrella moviéndose hacia
nosotros se desplazan hacia el extremo azul del espectro. Si la estrella se
aleja, las ondas de luz se desplazan hacia el extremo rojo del espectro.
Esto ocurre debido a que las ondas se comprimen cuando la estrella se
aproxima al observador y se estiran cuando la estrella se aleja. Este efecto es
similar al cambio de tono del sonido que escuchamos en el silbato de un tren
cuando se aproxima y luego se aleja.
Cuanto más grande sea el planeta, y más cerca de la estrella esté, más
rápido se moverá la estrella en torno al centro de masas, causando un
desplazamiento mayor en las líneas del espectro de la luz de la estrella. Es
por esto que la mayor parte de los primeros descubrimientos de exoplanetas eran
del tipo Júpiter (300 veces más masivos que la Tierra), con órbitas muy cercanas
a la estrella.
Medidas
astrométricas
Al igual que el método de velocidad radial, este método depende del
ligero movimiento de la estrella causado por el planeta orbitando alrededor. En
este caso, sin embargo, los astrónomos buscan el minúsculo desplazamiento de
las estrellas en el cielo.
Los planetas de nuestro sistema solar tienen este efecto sobre el Sol,
produciendo un movimiento que podría ser detectado por un observador a varios
años luz de nosotros. Los instrumentos astrométricos miden con mucha precisión
la posición de las estrellas y las comparan con otras estrellas alrededor
de ellas, y esto les permite detectar cualquier movimiento en la posición de la
estrella debido a ese movimiento de bamboleo causado por un exoplaneta
orbitando.
Método del tránsito
Si
un planeta pasa directamente entre una estrella y la línea de visión de un observador,
bloquea una pequeña cantidad de la luz de la estrella, reduciendo su brillo
aparente-
Instrumentos
los suficientemente sensibles pueden detectar esta disminución periódica en el
brillo. Del periodo y la profundidad de ese tránsito se pueden calcular
tanto la órbita como el tamaño del planeta. Los planetas pequeños causarán
efectos menores y viceversa.
Un planeta terrestre con una órbita como la de la Tierra, por ejemplo,
produciría una disminución en el brillo de la estrella que podría durar tan
solo unas pocas horas.
Algunas misiones espaciales que utilizan este método, tales como Kepler
y CoRoT, son capaces de monitorizar grandes números de estrellas a la vez,
buscando la pequeña disminución de su brillo causada por un tránsito.
La misión Kepler ha detectado más de 1000 potenciales exoplanetas mediante
este método
Imágenes
directas
Sacar imágenes reales de exoplanetas es extremadamente difícil debido a
que una estrella brilla muchísimo más que un planeta. Sin embargo, ópticas especializadas y
métodos de observación específicos han hecho posibles algunas imágenes de
exoplanetas, y tienen el potencial para obtener más en el futuro.
Un método directo llamado “coronografía” usa un dispositivo especial
para enmascarar la luz de la estrella para que el planeta que está orbitando
alrededor pueda ser visto con más claridad.
En el espacio, este dispositivo enmascarado podría tener la apariencia
de una sombrilla gigante, colocada con precisión entre un telescopio cercano y
la estrella en la que es telescopio está buscando exoplanetas.
Otro método directo, la “interferometría” usa ópticas especializadas
para combinar la luz de varios telescopios de tal forma que la luz procedente
de la estrella se cancela entre sí, y se realza la luz procedente de un
exoplaneta.
El Large Binocular Telescope Interferometer y el Interferometer
Keck utilizan ambos este método para buscar exoplanetas.
Microlentes gravitacionales
Este método se deriva de una de las implicaciones de la teoría de la
relatividad general de Einstein: la gravedad curva el espacio.
Normalmente pensamos en la luz viajando en línea recta, pero los rayos
de luz son curvados al pasar por una zona del espacio combada por la presencia
de un objeto masivo tal como una estrella. Este efecto ha sido probado por los
efectos gravitacionales del Sol sobre la luz de otras estrellas.
Cuando un planeta pasa por delante de una estrella a lo largo de nuestra
línea de visión, la gravedad del planeta se comporta como una lente. Esto
focaliza los rayos de luz y causa un aumento momentáneo brusco en el brillo y
en el cambio de la posición aparente de la estrella.
Los astrónomos pueden usar el efecto de las micro lentes gravitacionales
para encontrar objetos que no emiten luz o que son prácticamente indetectables.
Fuente: Wjkipedia
/ Liada / NASA
