© NASA/JPL (Neptune), NASA/NOAA/GSFC/Suomi NPP/VIIRS/Norman Kuring (Earth), MPS/René Heller .
Los científicos han utilizado un nuevo método para encontrar pequeños exoplanetas, que los sondeos anteriores habían pasado por alto.
Los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS), la Universidad Georg August de Göttingen y el Observatorio Sonneberg han descubierto 18 planetas del tamaño de la Tierra más allá del Sistema Solar. Los mundos son tan pequeños que los sondeos anteriores los habían pasado por alto. Uno de ellos es uno de los más pequeños conocidos hasta ahora; Otro podría ofrecer condiciones amigables a la vida. Los investigadores volvieron a analizar una parte de los datos del Telescopio Espacial Kepler de la NASA con un método nuevo y más sensible que desarrollaron. El equipo estima que su nuevo método tiene el potencial de encontrar más de 100 exoplanetas adicionales en todo el conjunto de datos de la misión Kepler. Los científicos describen sus resultados en la revista Astronomy & Astrophysics.
Hasta ahora se conocen algo más de 4000 planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro Sistema Solar. De estos llamados exoplanetas, alrededor del 96 por ciento son significativamente más grandes que nuestra Tierra, la mayoría de ellos más comparables con las dimensiones de los gigantes gaseosos Neptuno o Júpiter. Sin embargo, es probable que este porcentaje no refleje las condiciones reales en el espacio, ya que los planetas pequeños son mucho más difíciles de rastrear que los grandes. Además, los pequeños mundos son objetivos fascinantes en la búsqueda de planetas similares a la Tierra, potencialmente habitables, fuera del Sistema Solar.
Los 18 mundos recién descubiertos entran en la categoría de planetas del tamaño de la Tierra. El más pequeño de ellos es solo el 69 por ciento del tamaño de la Tierra; el más grande es apenas más del doble del radio de la Tierra. Y tienen otra cosa en común: los 18 planetas no pudieron detectarse en los datos del Telescopio Espacial Kepler hasta el momento. Los algoritmos de búsqueda comunes no eran lo suficientemente sensibles.
Si la órbita de un planeta extrasolar está alineada de tal manera que pasa frente a su estrella cuando se ve desde la Tierra, el planeta bloquea una pequeña fracción de la luz de la estrella de una manera muy característica.
Este proceso, que generalmente dura solo unas pocas horas, se denomina tránsito.
A partir de la frecuencia de este evento de regulación periódica, los astrónomos miden directamente la duración del año en el planeta y, a partir de la profundidad de tránsito, estiman la relación de tamaño entre el planeta y la estrella.
El nuevo algoritmo de Heller, Rodenbeck y Hippke no busca caídas bruscas de brillo como los algoritmos estándar anteriores, sino la característica, atenuación gradual y recuperación.
Esto hace que el nuevo algoritmo de búsqueda de tránsito sea mucho más sensible a pequeños planetas del tamaño de la Tierra.
© ASA / SDO (Sol), MPS / René Heller.
En su búsqueda de mundos distantes, los científicos a menudo utilizan el llamado método de tránsito para buscar estrellas con caídas de brillo recurrentes periódicamente. Si una estrella tiene un planeta cuyo plano orbital está alineado con la línea de visión de la Tierra, el planeta oculta una pequeña fracción de la luz estelar a medida que pasa frente a la estrella una vez por órbita.
“Los algoritmos de búsqueda estándar intentan identificar caídas repentinas en el brillo”, explica el Dr. René Heller de MPS, primer autor de las publicaciones actuales. “En realidad, sin embargo, un disco estelar aparece un poco más oscuro en el borde que en el centro. Cuando un planeta se mueve delante de una estrella, por lo tanto, inicialmente bloquea menos luz estelar que en la mitad del tránsito. La atenuación máxima de La estrella aparece en el centro del tránsito, justo antes de que la estrella se vuelva gradualmente más brillante “, explica.
Los planetas grandes tienden a producir variaciones de brillo claras y profundas de sus estrellas anfitrionas, de modo que la variación sutil de brillo de la estrella en el centro a la extremidad apenas juega un papel en su descubrimiento. Los pequeños planetas, sin embargo, presentan a los científicos inmensos desafíos. Su efecto sobre el brillo estelar es tan pequeño que es extremadamente difícil distinguirlo de las fluctuaciones naturales del brillo de la estrella y del ruido que necesariamente viene con cualquier tipo de observación. El equipo de René Heller ahora ha podido demostrar que la sensibilidad del método de tránsito puede mejorarse significativamente, si se asume una curva de luz más realista en el algoritmo de búsqueda.
“Nuestro nuevo algoritmo ayuda a dibujar una imagen más realista de la población de exoplanetas en el espacio”, resume Michael Hippke, del Observatorio Sonneberg. “Este método constituye un importante paso adelante, especialmente en la búsqueda de planetas similares a la Tierra”.
Los investigadores utilizaron datos del telescopio espacial Kepler de la NASA como banco de pruebas para su nuevo algoritmo. En la primera fase de la misión de 2009 a 2013, Kepler registró las curvas de luz de más de 100,000 estrellas, lo que resultó en el descubrimiento de más de 2300 planetas. Después de un defecto técnico, el telescopio tuvo que ser utilizado en un modo de observación alternativo, llamado misión K2, pero no obstante, monitoreaba más de otras 100,000 estrellas al final de la misión en 2018. Como primera muestra de prueba de su nuevo algoritmo, los investigadores decidieron volver a analizar todas las 517 estrellas de K2 que ya se sabía que albergaban al menos un planeta en tránsito.
Además de los planetas conocidos anteriormente, los investigadores descubrieron 18 objetos nuevos que anteriormente se habían pasado por alto. “En la mayoría de los sistemas planetarios que estudiamos, los nuevos planetas son los más pequeños”, el coautor Kai Rodenbeck de la Universidad de Göttingen y MPS describe los resultados. Además, la mayoría de los nuevos planetas orbitan a su estrella más cerca que sus compañeros planetarios conocidos anteriormente. Las superficies de estos nuevos planetas, por lo tanto, probablemente tengan temperaturas muy por encima de los 100 grados centígrados; Algunos incluso tienen temperaturas de hasta 1000 grados centígrados. Solo uno de los cuerpos es una excepción: probablemente orbita su estrella enana roja dentro de la llamada zona habitable, a esta distancia favorable de su estrella,
Por supuesto, los investigadores no pueden descartar que su método también sea ciego a otros planetas en los sistemas que investigaron. En particular, se sabe que los planetas pequeños a grandes distancias de sus estrellas anfitrionas son problemáticos. Necesitan más tiempo para completar una órbita completa que los planetas que orbitan sus estrellas más cerca. Como consecuencia, los tránsitos de los planetas en órbitas anchas ocurren con menos frecuencia, lo que hace que sus señales sean aún más difíciles de detectar.
El nuevo método desarrollado por Heller y sus colegas abre posibilidades fascinantes. Además de las 517 estrellas que se están investigando, la misión Kepler también ofrece conjuntos de datos para cientos de miles de otras estrellas. Los investigadores asumen que su método les permitirá encontrar más de 100 mundos del tamaño de la Tierra en los datos de la misión principal de Kepler. “Este nuevo método también es particularmente útil para prepararse para la próxima misión “PLATO” que lanzará la Agencia Espacial Europea en 2026”, dice el Prof. Dr. Laurent Gizon, Director Ejecutivo del MPS. PLATO descubrirá y caracterizará muchos más sistemas de múltiples planetas alrededor de estrellas similares al Sol, algunas de las cuales serán capaces de albergar vida.
Fuente: Max Planck Institute for Solar System Research, Göttingen .
Artículo original: “18 Earth-sized exoplanets discovered“. Dr. Birgit Krummheuer, Press and Public Relations.May 22, 2019.
Los trabajos de investigación publicados (papers):
René Heller, Michael Hippke, Kai Rodenbeck:Transit least-squares survey. II. Discovery and validation of 17 new sub- to super-Earth-sized planets in multi-planet systems from K2,Astronomy & Astrophysics, 2019, in press DOIRené Heller, Kai Rodenbeck, Michael Hippke:Transit least-squares survey. I. Discovery and validation of an Earth-sized planet in the four-planet system K2-32 near the 1:2:5:7 resonance,Astronomy & Astrophysics, 625, A31 DOI.
Material relacionado.
El lector encontrará una referencia completa a los resultados de la misión Kepler, junto a un detallada selección de recursos sobre ellos, incluyendo entre muchos otros, proyectos para aficionados, asi como la futuras misiones espaciales de detección de exoplanetas, entre ellas PLATO de la ESA, el uso de Intelegencia Artificial en la detección de exoplanetas……etc.., en el artículo de nuestro acervo:
La Revolución de Kepler. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. 19 de Agosto de 2018.
Dos conferencias medulares sobre la Misión Kepler:
En los casi diez años desde el lanzamiento de Kepler, los datos de la nave espacial han resultado en la detección de miles de exoplanetas, con una multitud de ellos del tamaño de la Tierra o más pequeños, y muchos de ellos a la distancia correcta de su estrella para posiblemente sustentar la vida. Gracias a los datos de Kepler, ahora tenemos una mayor comprensión de dos términos de la Ecuación de Drake que nos habían eludido durante cincuenta y siete años; ahora sabemos que hay más planetas que estrellas en nuestra galaxia y que un número significativo de ellos podría tener las condiciones adecuadas para hacerlo habitable Gracias a Kepler, sabemos que la Tierra no está sola. Las probabilidades de que la humanidad no esté sola en el Cosmos parecen altas. Pero todavía hay muchos términos importantes en esa pequeña ecuación de Drake que hay que resolver. La búsqueda continuará con nuevos telescopios espaciales como TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), y la futura generación de grandes telescopios espaciales como JWST (Telescopio Espacial James Webb) junto a otros de Agencias extranjeras. En la siguiente presentación, Natalie Batalha, Profesora de UC Santa Cruz, y Doug Caldwell, Investigador Científico Senior del Instituto SETI discuten el estado de la búsqueda de exoplanetas. ¿Qué aprendimos de la misión de Kepler? ¿Cuáles son los sistemas planetarios más exóticos descubiertos hasta ahora? ¿Cuáles son las posibilidades de encontrar vida extraterrestre en la próxima década usando nuevos telescopios? Estas son las preguntas que se abordaron durante nuestra charla especial SETI sobre el final de la nave espacial Kepler:
A Tribute to Kepler: Past, Present and Future of the Search for Exoplanets.
Natalie Batalha, Doug Caldwell. SETI International. Nov. 13, 2018.
En la siguiente conferencia, la Dra. Natalie Batalha, ex científica del proyecto para la misión Kepler de la NASA, ofrece una visión general del notable legado científico de Kepler, destacando algunos de los descubrimientos clave y compartiendo una vista previa de las emocionantes misiones de seguimiento en curso y en el tablero de dibujo. Con el retiro de Kepler, “pasamos la batuta” y observamos con anticipación a medida que se desarrolla una nueva era de exploración:
Distinguished Carl Sagan Lecture 2018: Natalie Batalha, Lava Worlds to Living Worlds. Natalie Batalha. Carl Sagan Institute. Cornell University. Dec. 8, 2018.
