Crédito de imagen: ESO
Un equipo europeo de astrónomos [1] anuncia el descubrimiento y el estudio de dos nuevos planetas extrasolares (exoplanetas). Pertenecen a los objetos candidatos de tránsito OGLE y podrían caracterizarse en detalle. Esto triplica el número de exoplanetas descubiertos por el método de tránsito; ahora se conocen tres de estos objetos.
Las observaciones se realizaron en marzo de 2004 con el espectrógrafo de fibras múltiples FLAMES en el telescopio Kueyen VLT de 8,2 m en el Observatorio Paranal de ESO (Chile). Permitieron a los astrónomos medir velocidades radiales precisas para cuarenta y una estrellas para las cuales el estudio OGLE había detectado un "descenso" de brillo temporal. Este efecto podría ser la firma del tránsito frente a la estrella de un planeta en órbita, pero también puede ser causado por un pequeño compañero estelar.
Para dos de las estrellas (OGLE-TR-113 y OGLE-TR-132), los cambios de velocidad medidos revelaron la presencia de compañeros de masa planetaria en órbitas de períodos extremadamente cortos.
Este resultado confirma la existencia de una nueva clase de planetas gigantes, denominados "Júpiter muy calientes" debido a su tamaño y temperatura superficial muy alta. Están extremadamente cerca de sus estrellas anfitrionas, orbitando en menos de 2 días (Tierra).
El método de tránsito para detectar exoplanetas será "demostrado" para un gran público el 8 de junio de 2004, cuando el planeta Venus pase frente al disco solar, cf. El programa VT-2004.
Descubriendo otros mundos
Durante la última década, los astrónomos han aprendido que nuestro Sistema Solar no es único, ya que se descubrieron más de 120 planetas gigantes que orbitan alrededor de otras estrellas mediante estudios de velocidad radial (cf. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 y ESO PR 03/03).
Sin embargo, la técnica de velocidad radial no es la única herramienta para la detección de exoplanetas. Cuando un planeta pasa frente a su estrella madre (como se ve desde la Tierra), bloquea una pequeña fracción de la luz de la estrella de nuestra vista. Cuanto más grande es el planeta, en relación con la estrella, más grande es la fracción de la luz que está bloqueada.
Es exactamente el mismo efecto cuando Venus transita el disco solar el 8 de junio de 2004, cf. ESO PR 03/04 y el sitio web del programa VT-2004. En los últimos siglos, tales eventos se usaron para estimar la distancia Sol-Tierra, con implicaciones extremadamente útiles para la astrofísica y la mecánica celeste.
Hoy en día, los tránsitos planetarios están cobrando una importancia renovada. Varias encuestas están intentando encontrar las firmas débiles de otros mundos, por medio de mediciones fotométricas estelares, buscando el oscurecimiento periódico de una estrella a medida que un planeta pasa frente a su disco.
Una de ellas, la encuesta OGLE, fue diseñada originalmente para detectar eventos de microlente al monitorear el brillo de una gran cantidad de estrellas a intervalos regulares. Durante los últimos cuatro años, también ha incluido una búsqueda de "caídas" superficiales periódicas del brillo de las estrellas, causadas por el tránsito regular de pequeños objetos en órbita (estrellas pequeñas, enanas marrones o planetas del tamaño de Júpiter). Desde entonces, el equipo de OGLE ha anunciado 137 "candidatos de tránsito planetario" de su estudio de alrededor de 155,000 estrellas en dos campos del cielo sur, uno en dirección al Centro Galáctico, el otro dentro de la constelación de Carina.
Resolviendo la naturaleza de los tránsitos OGLE
Los candidatos de tránsito OGLE fueron detectados por la presencia de una disminución periódica de un pequeño porcentaje en el brillo de las estrellas observadas. El radio de un planeta del tamaño de Júpiter es aproximadamente 10 veces más pequeño que el de una estrella de tipo solar [2], es decir, cubre aproximadamente 1/100 de la superficie de esa estrella y, por lo tanto, bloquea aproximadamente el 1% de la luz estelar durante El tránsito.
La presencia de un evento de tránsito solo, sin embargo, no revela la naturaleza del cuerpo en tránsito. Esto se debe a que una estrella de baja masa o una enana marrón, así como el brillo variable de un sistema binario eclipsante de fondo visto en la misma dirección, puede dar lugar a variaciones de brillo que simulan las producidas por un planeta gigante en órbita.
Sin embargo, la naturaleza del objeto en tránsito puede establecerse mediante observaciones de velocidad radial de la estrella madre. El tamaño de las variaciones de velocidad (la amplitud) está directamente relacionado con la masa del objeto acompañante y, por lo tanto, permite discriminar entre estrellas y planetas como la causa del "descenso" de brillo observado.
De esta forma, las búsquedas de tránsito fotométrico y las mediciones de velocidad radial se combinan para convertirse en una técnica muy poderosa para detectar nuevos exoplanetas. Además, es particularmente útil para dilucidar sus características. Si bien la detección de un planeta por el método de velocidad radial solo produce una estimación más baja de su masa, la medición del tránsito hace posible determinar la masa, el radio y la densidad exactos del planeta.
Las observaciones de seguimiento de velocidad radial de los 137 candidatos de tránsito OGLE no son una tarea fácil ya que las estrellas son relativamente débiles (magnitudes visuales alrededor de 16). Esto solo se puede hacer usando un telescopio en la clase de 8-10m con un espectrógrafo de alta resolución.
La naturaleza de los dos nuevos exoplanetas.
Por lo tanto, un equipo europeo de astrónomos [1] hizo uso del telescopio Kueyen VLT de 8,2 m. En marzo de 2004, siguieron a 41 OGLE "principales estrellas candidatas de tránsito" durante 8 medias noches. Se beneficiaron de la capacidad multiplex de la instalación de enlace de fibra FLAMES / UVES que permite obtener espectros de alta resolución de 8 objetos simultáneamente y mide velocidades estelares con una precisión de aproximadamente 50 m / s.
Si bien la gran mayoría de los candidatos de tránsito OGLE resultaron ser estrellas binarias (en su mayoría estrellas pequeñas y frías que transitan frente a estrellas de tipo solar), dos de los objetos, conocidos como OGLE-TR-113 y OGLE-TR-132, fueron encontrado para exhibir pequeñas variaciones de velocidad. Cuando se combinaron todas las observaciones disponibles (variaciones de luz, el espectro estelar y los cambios de velocidad radial), los astrónomos pudieron determinar que para estas dos estrellas, los objetos en tránsito tienen masas compatibles con las de un planeta gigante como Júpiter.
Curiosamente, ambos planetas nuevos se detectaron alrededor de estrellas bastante remotas en la galaxia de la Vía Láctea, en dirección a la constelación sur Carina. Para OGLE-TR-113, la estrella madre es de tipo F (un poco más caliente y masiva que el Sol) y se encuentra a una distancia de aproximadamente 6000 años luz. El planeta en órbita es aproximadamente un 35% más pesado y su diámetro es un 10% más grande que el de Júpiter, el planeta más grande del sistema solar. Orbita a la estrella una vez cada 1,43 días a una distancia de solo 3,4 millones de km (0,0228 UA). En el sistema solar, Mercurio está 17 veces más lejos del Sol. La temperatura de la superficie de ese planeta, que al igual que Júpiter es un gigante gaseoso, es correspondientemente más alta, probablemente por encima de 1800 ° C.
La distancia al sistema OGLE-TR-132 es de aproximadamente 1200 años luz. Este planeta es casi tan pesado como Júpiter y aproximadamente un 15% más grande (su tamaño aún es algo incierto). Orbita una estrella enana K (más fría y menos masiva que el Sol) una vez cada 1,69 días a una distancia de 4,6 millones de km (0,0306 UA). También este planeta debe estar muy caliente.
Una nueva clase de exoplanetas.
Con el objeto de tránsito planetario previamente encontrado OGLE-TR-56 [3], los dos nuevos objetos OGLE definen una nueva clase de exoplanetas, aún no detectados por los estudios actuales de velocidad radial: planetas con períodos extremadamente cortos y órbitas correspondientemente pequeñas. La distribución de los períodos orbitales para los "Júpiter calientes" detectados en los estudios de velocidad radial parece caer por debajo de los 3 días, y no se había encontrado previamente ningún planeta con un período orbital más corto que aproximadamente 2.5 días.
La existencia de los tres planetas OGLE ahora muestra que existen "Júpiter muy calientes", aunque pueden ser bastante raros; probablemente sobre uno de esos objetos por cada 2500 a 7000 estrellas. Los astrónomos están realmente desconcertados de cómo los objetos planetarios logran terminar en órbitas tan pequeñas, tan cerca de sus estrellas centrales.
Contrariamente al método de velocidad radial que es responsable de la gran mayoría de las detecciones de planetas alrededor de estrellas normales, la combinación de las observaciones de tránsito y velocidad radial permite determinar la verdadera masa, radio y, por lo tanto, la densidad media de estos planetas.
Grandes expectativas
Los dos nuevos objetos duplican el número de exoplanetas con masa y radio conocidos (los tres objetos OGLE más HD209458b, que fue detectado por los estudios de velocidad radial pero para los cuales más tarde se observó un tránsito fotométrico). La nueva información sobre las masas y los radios exactos es esencial para comprender la física interna de estos planetas.
La complementariedad de las técnicas de tránsito y velocidad radial ahora abre la puerta hacia un estudio detallado de las verdaderas características de los exoplanetas. Las búsquedas basadas en el espacio para tránsitos planetarios, como las misiones COROT y KEPLER, junto con las observaciones de seguimiento de la velocidad radial en tierra conducirán en el futuro a la caracterización de otros mundos tan pequeños como nuestra Tierra.
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
