Exoplanetas

[AlbertR]

El instrumento GRAVITY del European Southern Observatory (ESO) ha sido pionero en la obtención de detalles de exoplanetas mediante interferometría óptica. El instrumento GRAVITY, instalado en el interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, ha realizado la primera observación directa de un exoplaneta mediante interferometría óptica. Este método ha revelado una atmósfera exoplanetaria compleja.

 

El exoplaneta HR8799e fue descubierto en 2010 en órbita de la joven estrella de secuencia principal HR8799, que se encuentra a unos 129 años luz de la Tierra, en la constelación de Pegaso. Para revelar las características de "HR8799 e", era necesario utilizar un instrumento con muy alta resolución y sensibilidad.El instrumento GRAVITY utiliza las cuatro unidades de telescopio del VLT de ESO en Chile para trabajar como si se tratase de un único telescopio de mayor tamaño, usando la técnica de interferometría que crea un "súper telescopio" — el VLTI — que recoge y analiza de forma muy precisa la luz de la atmósfera de "HR 8799 e" y la de su estrella anfitriona.

 

HR8799e es un "superjúpiter caliente", un tipo de planeta que no se encuentra en nuestro Sistema Solar, más masivo y mucho más joven que cualquier planeta de los que orbitan alrededor del Sol. Con una órbita de unas 14.5 UA en torno a su estrella y un período orbital de unos 50 años, tiene sólo unos 30 millones años de edad y un potente efecto invernadero que hace que HR8799e alcance una temperatura de cerca de 1000 °C.

 

Esta es la primera vez que se ha utilizado interferometría óptica para revelar detalles de un exoplaneta y la nueva técnica ha proporcionado un espectro altamente detallado, de una calidad sin precedentes, diez veces más detallado que observaciones anteriores.

El análisis muestra que HR8799e tiene una atmósfera que contiene mucho más monóxido de carbono que metano, resultado de la presencia de altos vientos verticales dentro de la atmósfera, que impedirían que el monóxido de carbono reaccionase con el hidrógeno para formar metano. También se han descubierto en la atmósfera nubes de polvo de hierro y silicatos. Esto, combinado con el exceso de monóxido de carbono, sugiere que la atmósfera de HR8799e está inmersa en una enorme y violenta tormenta. Las observaciones sugieren que hay una bola de gas iluminado desde el interior, con rayos de luz cálida arremolinándose a través de áreas tormentosas de nubes oscuras. La convección mueve las nubes de partículas de silicato y hierro, que se desagregan y llueven hacia el interior. Esto indica que presenciamos la dinámica atmosférica de un exoplaneta gigante en su nacimiento, sometido a complejos procesos físicos y químicos.

 

Adjuntamos el documento científico del estudio: First direct detection of an exoplanet by optical interferometry

 

El exoplaneta HR8799e fue descubierto junto con sus hermanos b, c, d por el Observatorio W. M. Keck de Hawaii:

 

Estrella HR 8799 (centro) con HR 8799e (derecha), HR 8799d (inferior derecha), HR 8799c (superior derecha), HR 8799b (superior izquierda)Cortesía Observatorio de M. Keck

 

Saludos.

 

 

Editado 27 de Marzo del 2019 por AlbertR

[AlbertR]

Realizo un recordatorio de los métodos principales de detección de exoplanetas: tránsito, velocidad radial y coronógrafo. El factor más importante de todos los que influyen en la posibilidad de detección exoplanetas es el ángulo de inclinación del plano de la órbita del planeta respecto de nuestra visual: a menor inclinación mayor posibilidad de detección. Se utilizan 2 métodos fundamentales de detección de exoplanetas:

1. Método del tránsito. Solo funciona cuando la inclinación del plano de la órbita del exoplaneta en torno a su estrella visto desde la Tierra es prácticamente cero. Entonces vemos pasar periódicamente al planeta por delante de su estrella (tránsito), lo que provoca un oscurecimiento de la luz de la estrella medible, si el planeta es lo suficientemente grande.

2. Método de la velocidad radial. Las leyes de la gravedad demuestran que tanto el planeta como la estrella, ambos giran en torno al centro de gravedad de la pareja. Para planetas de tamaño normal el centro de gravedad está dentro de la estrella, pero como no coincide con el centro exacto de la estrella, ésta se “bambolea” Si la inclinación del plano de la órbita del planeta respecto de nuestra visual no es demasiado grande, ese bamboleo es detectable como variación de la velocidad radial de la estrella, medible como Efecto Doppler por el desplazamiento periódico de las líneas espectrales. Si la inclinación de la órbita del exoplaneta respecto de nuestra visual es cercana a 90º (plano de la órbita perpendicular a la visual, como en este gif adjunto) no hay apenas variación de velocidad radial y este método de detección no funciona.

 

 

El segundo parámetro en importancia, tras la inclinación del plano de la órbita, para que haya detección es:

• -El tamaño del planeta en el primer método, a mayor tamaño mayor oscurecimiento en el tránsito.
• -La masa del planeta en el segundo método, a mayor masa más “bamboleo” de la estrella.

Hay un potencial 3er método de detección, más complicado y aplicable a estrellas cercanas con planetas grandes que no orbiten muy cerca de su estrella, es “tapar” la estrella con un coronógrafo e intentar “ver” directamente el planeta. Esto hasta ahora sólo se ha conseguido un par de veces en estrellas que ya se sabía que tenían un planeta, detectado previamente mediante el método del tránsito, siendo notable el reciente caso del exoplaneta Beta Pictoris b a 63 años luz de la Tierra.

 

 

 

Recordad que actualmente hay 2 telescopios espaciales en órbita dedicados a exoplanetas, TESS de la NASA y CHEOPS de la ESA.

 

Saludos.

[luisitogana]

En 28/11/2020 a las 13:00, AlbertR dijo:

Realizo un recordatorio de los métodos principales de detección de exoplanetas: tránsito, velocidad radial y coronógrafo. El factor más importante de todos los que influyen en la posibilidad de detección exoplanetas es el ángulo de inclinación del plano de la órbita del planeta respecto de nuestra visual: a menor inclinación mayor posibilidad de detección. Se utilizan 2 métodos fundamentales de detección de exoplanetas:

1. Método del tránsito. Solo funciona cuando la inclinación del plano de la órbita del exoplaneta en torno a su estrella visto desde la Tierra es prácticamente cero. Entonces vemos pasar periódicamente al planeta por delante de su estrella (tránsito), lo que provoca un oscurecimiento de la luz de la estrella medible, si el planeta es lo suficientemente grande.

2. Método de la velocidad radial. Las leyes de la gravedad demuestran que tanto el planeta como la estrella, ambos giran en torno al centro de gravedad de la pareja. Para planetas de tamaño normal el centro de gravedad está dentro de la estrella, pero como no coincide con el centro exacto de la estrella, ésta se “bambolea” Si la inclinación del plano de la órbita del planeta respecto de nuestra visual no es demasiado grande, ese bamboleo es detectable como variación de la velocidad radial de la estrella, medible como Efecto Doppler por el desplazamiento periódico de las líneas espectrales. Si la inclinación de la órbita del exoplaneta respecto de nuestra visual es cercana a 90º (plano de la órbita perpendicular a la visual, como en este gif adjunto) no hay apenas variación de velocidad radial y este método de detección no funciona.

 

 

El segundo parámetro en importancia, tras la inclinación del plano de la órbita, para que haya detección es:

• -El tamaño del planeta en el primer método, a mayor tamaño mayor oscurecimiento en el tránsito.
• -La masa del planeta en el segundo método, a mayor masa más “bamboleo” de la estrella.

Hay un potencial 3er método de detección, más complicado y aplicable a estrellas cercanas con planetas grandes que no orbiten muy cerca de su estrella, es “tapar” la estrella con un coronógrafo e intentar “ver” directamente el planeta. Esto hasta ahora sólo se ha conseguido un par de veces en estrellas que ya se sabía que tenían un planeta, detectado previamente mediante el método del tránsito, siendo notable el reciente caso del exoplaneta Beta Pictoris b a 63 años luz de la Tierra.

 

 

 

Recordad que actualmente hay 2 telescopios espaciales en órbita dedicados a exoplanetas, TESS de la NASA y CHEOPS de la ESA.

 

Saludos.

Excelente aporte, amigo Albert.

Con el paso del tiempo tendremos cada vez más exoplanetas y mejor confirmados.  Los que más concitan mi atención son los del vecindario más próximo:  en la página donde nos conocimos se comentó que el exoplaneta que se encuentra en la zona teórica de habitabilidad de Próxima Centauri podría ser visible a través de supertelescopios dentro de 10 o 20 años.

Abrazos.

 

 

 

[AlbertR]

 

 

El 21 de marzo de 2022, la cantidad de exoplanetas conocidos superó los 5000 según el Archivo de exoplanetas de la NASA.

 

 

Esta animación y sonificación del vídeo de abajo, rastrea el descubrimiento por parte de la humanidad de los planetas más allá de nuestro sistema solar a lo largo del tiempo.

Convertir los datos de la NASA en sonidos permite a los usuarios escuchar el ritmo del descubrimiento, con información adicional transmitida por las propias notas. A medida que se descubre cada exoplaneta, aparece un círculo en su posición en el cielo. El tamaño del círculo indica el tamaño relativo de la órbita del planeta y el color indica qué método de detección de planeta se utilizó para descubrirlo. La música se crea tocando una nota para cada mundo recién descubierto.

El tono de la nota indica el período orbital relativo del planeta. Los planetas que tardan más tiempo en orbitar sus estrellas se escuchan como notas más bajas, mientras que los planetas que orbitan más rápido se escuchan como notas más altas.

 

 

Y abajo otro vídeo sobre el tema, éste del JPL, (recordad que es posible activar la traducción de los subtítulos en español)

 

 

Saludos.

[Roberto W]

Gracias Albert.

El número de descubrimientos es exponencial y ni hablar de lo que va a pasar cuando se ponga en servicio el JWST.

 

Saludos y buenos cielos, Roberto.

[AlbertR]

La estrella HR8799 (de la que hablamos en el 1er post de este hilo) está ubicada en la constelación de Pegaso, AR=23h07m29s DEC=+21º08’03’’ en el límite de visibilidad a simple vista, puesto que su magnitud aparente es +5,96

HR8799 es una estrella blanca de tipo A de diámetro 1,34 veces el del Sol y masa 1,43 veces la del Sol, y está a 133 años luz de nosotros. Es una estrella joven de solo unos 60 millones de años de vida, y su temperatura efectiva es ~7300 K, unos 1500K superior a la del Sol.

En torno a la estrella giran 4 planetas llamados por orden de distancia HR8799e, HR8799d, HR8799c y HR8799b. Los 4 planetas son gigantes gaseosos con masas comprendidas entre 5,7 y 9,1 veces la masa de Júpiter.

 

La noticia es que un grupo de astrónomos liderado por Jason Wang de la Northwestern University han utilizado el gran telescopio Keck de Hawaii de 10 m de diámetro primario dotado de coronógrafo y óptica adaptativa a lo largo de 12 años, (de 2009 a 2021) para seguir el movimiento de los 4 planetas y confeccionar el siguiente vídeo en el que se les ve moverse en una “escala de tiempo humana”

En noviembre de 2008, HR8799 pasó a la historia por ser el primer sistema del que se obtuvieron imágenes directas de sus planetas. Wang no ha dejado de observarlo desde entonces desde el Observatorio W. M. Keck, situado en la cima de Mauna Kea, en Hawai. Wang ha reunido datos de imágenes durante 12 años y ha confeccionado el vídeo, que muestra todo ese período de tiempo en un lapso condensado de ~5 segundos.

Wang utilizó óptica adaptativa para corregir la borrosidad de la imagen causada por la atmósfera terrestre. También utilizó el coronógrafo avanzado del telescopio, y algoritmos de procesamiento para suprimir el resplandor de la estrella central del sistema. Por eso el vídeo tiene un círculo negro en el centro para eliminar el resplandor central que sería demasiado intenso para ver los planetas que viajan a su alrededor. Finalmente, se utilizó procesamiento de vídeo para rellenar las lagunas de datos y suavizar el movimiento de los planetas. De lo contrario, los planetas parecerían dar saltos en lugar de orbitar suavemente por el espacio. El producto final muestra los cuatro planetas como puntos débiles que orbitan alrededor de su estrella central.

 

 

Fuente de la noticia, en la web de la Northwestern University: Watch distant worlds dance around their sun

 

Saludos.

[quattrochi]

Por ahí leí que a raiz de este video, se está estudiando la posibilidad de que aya captado otro planeta.Puede ser ? Leiste algo al respecto

[AlbertR]

hace 9 horas, quattrochi dijo:

Por ahí leí que a raíz de este video, se está estudiando la posibilidad de que hayan captado otro planeta. Puede ser? Leíste algo al respecto?

 

A partir de fotografías realizadas mediante la red de radiotelescopios ALMA en Chile, se ha observado un anillo cometario polvoriento, externo a los 4 exoplanetas e, d, c, b descubiertos.

 

 

Un equipo de astrónomos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array estudió este disco y publicaron el estudio de título Resolving the Planetesimal Belt of HR 8799 with ALMA en el que dicen en el abstract:

 

La estrella HR 8799 alberga uno de los mayores discos de escombros conocidos y al menos cuatro planetas gigantes. En observaciones anteriores se han hallado indicios de un cinturón caliente dentro de las órbitas de los planetas, un cinturón planetesimal frío más allá de sus órbitas y un halo de pequeños granos. Con los datos infrarrojos es difícil distinguir la emisión del cinturón de planetesimales de la de los granos del halo. Teniendo esto en cuenta, el sistema ha sido observado con ALMA en la banda 6 (1,34 mm). Estas observaciones permiten resolver por primera vez el borde interior del cinturón planetesimal. Se ajusta una distribución radial de granos de polvo a los datos usando un método MCMC. El disco se ajusta mejor mediante un anillo ancho entre 145+/-12 UA y 429+37-32 UA con una inclinación de 40+5-6° y un ángulo de posición de 51+/-8°. Un borde del disco a ~145 UA está demasiado lejos para ser explicado simplemente por interacciones con el planeta b, lo que requiere una historia dinámica más complicada o un planeta extra más allá de la órbita del planeta b.

 

Por lo tanto, la existencia de un quinto planeta en el sistema es, de momento, solo una hipótesis.

 

Saludos.

[quattrochi]

Muchas gracias !