Un inusual sistema multi-planetario

noviembre 7, 2011 | By More

Los astrónomos han descubierto un sistema planetario que contiene una súper-Tierra y dos planetas del tamaño de Neptuno. Excepcionalmente, los planetas orbitan en resonancia unos con otros y alrededor de una estrella similar al Sol.

Superior: Comparación entre el tamaño de la órbita de Mercurio y las órbitas de los planetas en de Kepler-18. Inferior: Tamaños de la estrella Kepler-18 y sus planetas, en comparación con el Sol y la Tierra. Crédito: Tim Jones/McDonald Obs./UT-Austin.

Un equipo de investigadores dirigido por Bill Cochran de la Universidad de Texas en Austin ha usado la nave especial Kepler de la NASA para descubrir un inusual sistema multi-planetario que contiene una súper-Tierra y dos planetas del tamaño de Neptuno orbitando en resonancia unos con otros. Anunciaron el hallazgo en Nantes, Francia, en una reunión de la División de Ciencia Planetaria de la Sociedad Astronómica Americana y la Conferencia de Ciencia Planetaria Europea. La investigación será publicada en una edición especial de Kepler de The Astrophysical Journal Supplement Series en noviembre.

El equipo de Cochran anunció el descubrimiento de tres planetas orbitando a Kepler-18, una estrella similar al Sol. Kepler-18 es sólo 10% más grande que el Sol y contiene el 97% de la masa de nuestra estrella. Esta estrella puede albergar más planetas aparte de los tres que fueron descubiertos.

Los planetas fueron denominados b, c, y d. Los tres planetas orbitan a Kepler-18 mucho más cerca que Mercurio al Sol. El planeta b es el que orbita más cerca de Kepler-18 con un periodo de 3,5 días, posee aproximadamente 6,9 veces la masa de la Tierra y dos veces el tamaño de nuestro planeta. El planeta b se considera una “súper-Tierra”. El planeta c posee una masa de aproximadamente 17 Tierras, tiene alrededor de 5,5 veces el tamaño de la Tierra, y orbita Kepler-18 en 7,6 días. El planeta d tiene 16 veces la masa de la Tierra y 7 veces su tamaño, y tiene una órbita de 14,9 días. Las masas y tamaños de c y d califican dentro de los planetas “tipo Neptuno” de baja densidad.

El planeta c orbita la estrella dos veces cada una órbita del planeta d. Pero las veces que cada uno de estos planetas transita frente a Kepler-18 “no permanecen exactamente en ese periodo orbital”, dice Cochran. “Uno se adelanta ligeramente mientras el otro se atrasa levemente, [después] ambos transitan puntualmente, y luego ocurre lo opuesto ”.

Científicamente hablando, c y d están orbitando en una resonancia 2:1. “Esto significa que interactúan uno con el otro”, explica Cochran. “Cuando están cerca uno del otro, intercambian energía, tirando y jalando uno del otro”.

Kepler usa el “método del tránsito” para buscar planetas. Monitorea el brillo de una estrella conforme pasa el tiempo, buscando disminuciones periódicas que podrían ser indicios de un planeta que pasa frente a la estrella. Gran parte del trabajo del equipo de ciencia de Kepler consiste en probar que los potenciales planetas que encuentran no son algo que imite un tránsito (tal como una estrella de fondo perfectamente alineada, en concreto una estrella binaria eclipsante o una estrella individual orbitada por un planeta gigante). Este trabajo de seguimiento de Kepler es realizado por una veintena de científicos que usan telescopios terrestres de todo el mundo, así como también el Telescopio Espacial Spitzer.

Los planetas c y d de Kepler-18 hicieron un favor a los astrónomos al proporcionar sus credenciales por adelantado a través de su resonancia orbital; deben estar todos en el mismo sistema planetario para que ocurra la resonancia.

Confirmar la autenticidad planetaria del planeta b, la súper-Tierra, fue mucho más complicado, dice Cochran. Su equipo usó una técnica llamada “validación”, en lugar de la verificación. Calculan la posibilidad de que el objeto pudiese ser algo que no sea un planeta.

En primer lugar, usaron el Telescopio Hale de 5 metros de Palomar con óptica adaptativa para observar en muy alta resolución el espacio alrededor de Kepler-18. Buscaban ver si algo cerca de la estrella podía ser identificado positivamente como un objeto de fondo que causaría la señal de tránsito que habían atribuido a una súper-Tierra.

“Pasamos sucesivamente por todos los posibles tipos de objeto que podrían haber allí”, dice Cochran. “Hay límites en cuanto al tipo de objetos que puede haber a diferentes distancias de la estrella”. Los astrónomos saben cuántos tipos diferentes de objetos (varias clases de estrellas, galaxias de fondo, y más) se ven en promedio en el cielo. No encontraron ninguno en la imagen de Palomar.

“Hay una pequeña posibilidad de que [el planeta b] se deba a un objeto de fondo, pero estamos muy seguros de que probablemente sea un planeta”, dice Cochran. Su equipo calculó que la posibilidad de que el objeto sea un planeta es 700 veces más probable que la posibilidad de que sea un objeto de fondo.

El proceso se llama “validación de planeta”, en lugar de la habitual “verificación de planeta”. Cochran dice que es importante comprender la diferencia, no sólo para este sistema, sino para los futuros descubrimientos de Kepler y otras misiones.

“Estamos intentando preparar a la comunidad astronómica y al público para el concepto de validación”, dice. “El objetivo de Kepler es encontrar un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable [donde la vida podría surgir], con una órbita de un año. Probar que tal objeto es realmente un planeta es muy difícil [con la tecnología actual]. Cuando encontremos algo que parezca una Tierra habitable, tendremos que usar un proceso de validación, en lugar de un proceso de confirmación. Tendremos que hacer argumentos estadísticos”.

Fuente: Astrobiology Magazine

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Felipe Campos, estudiante de Ingeniería Informática. Atraído desde pequeño por la ciencia, y aficionado a la astronomía desde hace algunos años. Autodidacta en esta ciencia que, con el tiempo que dispongo, intento acercar un poco a la gente, ya sea mediante traducción de artículos o publicación de eventos y actividades astronómicas en Chile. Traductor de ESOcast. Poseo mi propio sitio de astronomía (http://www.cosmonoticias.org/) y puedes seguirme en twitter (http://twitter.com/Astro_Pipe).

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  1. astrónoma 100% dice:

    genial