Por Mark Thompson, Universe Today
Los exoplanetas a menudo se descubren utilizando el método de tránsito (más de tres cuartas partes de los descubiertos se han encontrado de esta manera). La misma técnica de tránsito se puede utilizar para estudiarlos, revelando a menudo detalles sobre su atmósfera.
Las observaciones se realizan normalmente en luz visible o infrarroja, pero un nuevo artículo sugiere que los rayos X también pueden ser útiles. Las interacciones de los vientos estelares con la atmósfera del planeta, por ejemplo, darían lugar a emisiones de rayos X que revelarían información sobre la atmósfera.
A medida que avanzamos en nuestra exploración de los exoplanetas, desarrollamos nuestra comprensión de nuestro propio sistema solar y, en última instancia, de los orígenes de la vida en el universo.
El primer planeta que orbita otra estrella se confirmó en 1992. Desde entonces, astrónomos de todo el mundo han descubierto miles de exoplanetas con muchas diferencias. Algunos son gigantes gaseosos como Júpiter, otros son pequeños y rocosos más parecidos a la Tierra.
Sus posiciones también varían con respecto a su estrella anfitriona, y algunos orbitan de manera tentadora dentro de la zona habitable , la región donde el agua líquida es una posibilidad clara. La mayoría de los descubrimientos se encuentran en el espectro visible, pero el uso de telescopios de rayos X ha abierto una nueva ventana en nuestra búsqueda y comprensión de mundos extraterrestres.
La mayoría de los exoplanetas que se han descubierto utilizando luz visible tienden a estar en órbitas de período corto y, como resultado de su proximidad a su estrella anfitriona, están sujetos a altos niveles de radiación. Estos niveles de radiación suelen estar en el rango de los rayos X y el ultravioleta extremo y calientan los niveles superiores de la atmósfera del planeta. El resultado es que la atmósfera se expande más allá del radio en el que la atracción gravitatoria puede retenerla y, por lo tanto, los gases se pierden en el espacio.
Es interesante que un fenómeno de este tipo ofrezca algunas áreas interesantes para el estudio, como la falta de planetas con un radio de entre 1,5 y 2 radios terrestres y de planetas del tamaño de Neptuno en órbitas con períodos de 10 días o menos.
Se ha sugerido que la pérdida de gases atmosféricos explica la escasez de planetas del tamaño de Neptuno en órbitas cercanas. Sin embargo, los llamados subneptunos, que tienen núcleos rocosos, tienen una fuerza gravitatoria mayor, por lo que pueden mantener sus atmósferas a pesar de su proximidad a la estrella. El estudio de las atmósferas de los exoplanetas debería ayudar a comprender estos procesos con mayor detalle.
Los eventos de tránsito de rayos X son la manera perfecta de estudiar las emisiones de rayos X de los tránsitos de exoplanetas. Sin embargo, estos eventos son bastante débiles, lo que dificulta las observaciones de rayos X con la tecnología actual.
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Michigan dirigido por Raven Cilley ha publicado un artículo en el servidor de preimpresiones arXiv que explora la capacidad de los futuros observatorios de rayos X (como NewAthena y Advanced X-ray Imaging Satellite—AXIS) para detectar más eventos de tránsito.
Utilizando datos del Archivo de Exoplanetas de la NASA, el equipo primero encontró objetivos que no tenían observaciones de rayos X y estimó la luminosidad de rayos X a partir de la edad, el color y la rotación. Los tránsitos se modelaron tal como aparecerían en las observaciones de AXIS y NewAthena, y los investigadores determinaron la probabilidad de que cada tránsito fuera detectable utilizando curvas de luz simuladas.
El equipo descubrió que era probable que se detectaran los 15 tránsitos principales, pero solo si se apilaban múltiples curvas de luz. Los exoplanetas sin escape atmosférico tenían menos probabilidades de ser detectados.
Los resultados mostraron que la probabilidad de detectar rayos X de tránsitos de exoplanetas aumenta sustancialmente con nuevas tecnologías como AXIS y NewAthena. La capacidad mejorada conducirá a una mejor comprensión de las propiedades de la atmósfera de los exoplanetas en sus estados actuales y anteriores, mejorando también nuestras posibilidades en la búsqueda de mundos habitables.
Más información: Raven Cilley et al, Detecting exoplanet transits with the next generation of X-ray telescopios, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2408.06417
Información de la revista: arXiv
Proporcionado por Universe Today
