EXOPLANETAS

Exoplaneta: cualquier planeta más allá de nuestro sistema solar

El telescopio espacial de caza de planetas todavía se estaba orientando, solo unos meses después del lanzamiento, cuando las compuertas se abrieron de golpe.

Mientras el equipo científico del telescopio espacial Kepler de la NASA estaba terminando una prueba de 10 días, vieron algo que rayaba en lo increíble.

La primera detección del telescopio de un mundo rocoso del tamaño de la Tierra fuera de nuestro sistema solar.

Localizador de galaxias
El sol y nuestro sistema solar en relación con la galaxia Vía Láctea. El círculo blanco indica el área donde se han encontrado la mayoría de los exoplanetas con los telescopios actuales. Crédito: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle

El planeta, un mundo cálido y pesado llamado Kepler-10b, estaría entre las primeras pepitas en una próxima fiebre del oro del descubrimiento de exoplanetas, llevándonos de un puñado de planetas confirmados para estar en órbita alrededor de otras estrellas a miles hoy , todos en el espacio de dos décadas. 

Miles de planetas candidatos encontrados por Kepler esperan confirmación.

“En esa prueba, ya vimos la señal de lo que podría ser un pequeño planeta orbitando una estrella a unos 540 años luz de distancia”, dijo a un locutor de radio público Natalie Batalha, astrofísica y miembro del equipo de Kepler. anunciado en 2011.

“Esta fue nuestra primera indicación: ‘¡Oh, Dios mío! Vamos a encontrar muchas de estas cosas. 

Vamos a encontrar muchos planetas del tamaño de la Tierra ‘”.

Desde la primera confirmación de un exoplaneta orbitando una estrella similar al sol en 1995, y con solo unas pocas y estrechas rebanadas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, hasta ahora inspeccionadas, ya hemos golpeado muchas venas ricas. Una estimación estadística reciente coloca, en promedio, al menos un planeta alrededor de cada estrella en la galaxia. 

Eso significa que hay algo del orden de un billón de planetas solo en nuestra galaxia, muchos de ellos en el rango de tamaño de la Tierra.

“En este momento sabemos, por primera vez, que los planetas pequeños son muy comunes”, dijo Sara Seager, profesora del Instituto de Tecnología de Massachusetts y pionera en la investigación de exoplanetas.

 “Es fenomenal. No teníamos forma de saber eso antes de Kepler. Diremos, coloquialmente: están en todas partes ”.

Miles de millones de estrellas iluminan un panorama de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que incluye toda la esfera celeste sur y norte. 

Los astrónomos ahora creen que cada estrella de la galaxia tiene al menos un planeta. 

Júpiter caliente y soles tambaleantes

El planeta descubierto en 1995 era un gigante gaseoso caliente que abraza a las estrellas y se cree que tiene aproximadamente la mitad del tamaño de Júpiter. 

Tiró tan fuerte de su estrella madre mientras giraba en una órbita de cuatro días que el bamboleo de la estrella era obvio para los telescopios terrestres, una vez que los astrónomos sabían qué buscar.

51 Pegasi b
51 Pegasi b, también llamado “Dimidio”, fue el primer exoplaneta descubierto orbitando una estrella como nuestro sol. Este descubrimiento innovador en 1995 confirmó que planetas como la Tierra podrían existir en otras partes del universo.

Encontrar a este gigante de rápido movimiento, conocido como 51 Pegasi b, inició lo que podría llamarse el período “clásico” de la caza del planeta. 

La técnica inicial de rastrear estrellas tambaleantes reveló un planeta tras otro, muchos de ellos grandes “Júpiter calientes” con órbitas estrechas y ampollas.

El método de oscilación mide los cambios en la “velocidad radial” de una estrella. 

Las longitudes de onda de la luz estelar se comprimen y estiran alternativamente a medida que una estrella se mueve un poco más cerca, luego un poco más lejos de nosotros. 

Esos giros son causados ​​por tirones gravitacionales, de un lado a otro, de los planetas en órbita.

El equipo europeo de Michel Mayor y Didier Queloz anunció su descubrimiento de 51 Peg usando este método en 1995, y la carrera estaba en busca de otros.

Los otros vinieron, primero por docenas, luego por cientos.

Michel Mayor y Didier Queloz
Los astrónomos suizos Didier Queloz y Michel Mayor frente al Observatorio La Silla en Chile. La pareja descubrió 51 Pegasi b en 1995, el primer planeta encontrado orbitando una estrella como nuestro sol. Crédito: L. Weinstein / Ciel et Espace Fotos

Después de confirmar la existencia de 51 Peg, un equipo científico dirigido por Paul Butler y Geoff Marcy, entonces de la Universidad Estatal de San Francisco, examinó por segunda vez los datos de sus propias observaciones de velocidad radial. 

Ellos y el resto de la comunidad astronómica no habían previsto grandes planetas que orbitaran tan cerca y rápidamente alrededor de sus estrellas madre. 

Efectivamente, los grandes planetas que abrazaban las estrellas comenzaron a salir de sus datos.

Anunciaron dos exoplanetas algo más plausibles, 70 Virginis y 47 Ursae Majoris, en 1996.

El primero tenía una órbita de 116 días, el segundo una órbita de 2.5 años, ayudando a superar el escepticismo entre sus colegas astrónomos; Estos sistemas solares distantes se parecían mucho más al nuestro.

El equipo de Butler y Marcy descubrió al menos 70 de los primeros 100 exoplanetas en la década siguiente, alcanzando el estatus de celebridad. 

Decenas de otros proyectos de investigación en tierra también se unieron a la caza, enviando el recuento de exoplanetas conocidos a cientos de personas.

Luego, un nuevo telescopio espacial y un nuevo método de búsqueda de planetas robaron el espectáculo.

Mirando al espacio

Ingrese al telescopio espacial Kepler de la NASA, lanzado en 2009 para inaugurar lo que podríamos llamar la era “moderna” de la caza de planetas. 

Kepler se instaló en una órbita terrestre, luego fijó su mirada en un pequeño parche de cielo. Se quedó mirando ese parche durante cuatro años.

Dentro de ese pequeño parche había unas 150,000 estrellas. Kepler estaba esperando atrapar pequeñas caídas en la cantidad de luz proveniente de estrellas individuales, causadas por planetas que se cruzaban frente a ellas. 

El resultado: más de 2,000 exoplanetas confirmados fueron seleccionados de los datos, la mayor parte de los más de 3,300 confirmados hasta ahora, con más de 2,400 candidatos planetarios mientras los científicos continúan minando las observaciones de Kepler.

La misión Kepler se enfrentó a su propia audiencia escéptica en la década de 1990. 

Cuatro veces, la NASA rechazó los diseños propuestos por William Borucki del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffet Field, California. Borucki, ahora retirado, finalmente obtuvo la aprobación en 2001.

Su idea se demostró correcta; Los cuatro años de datos de Kepler siguen revelando nuevos planetas. 

Pero el fracaso de dos ruedas de reacción en la nave espacial terminó su misión principal en 2013.

Telescopio tritypch
De izquierda a derecha, los telescopios espaciales Spitzer, Kepler y Hubble han descubierto más de 1,000 planetas fuera de nuestro sistema solar. Crédito: JPL-Caltech / R. Herido (SSC); NASA Ames / W. Stenzel; ESA

Aún así, es difícil mantener baja una buena nave espacial. El equipo científico de Kepler ideó una solución inteligente: usar la presión de la luz solar para estabilizar un eje del telescopio. 

El instrumento fue rebautizado como “K2” y continúa descubriendo planetas, aunque en tiempos de observación más cortos que su mirada original de cuatro años.

Otros instrumentos, en el suelo y en el espacio, continúan completando el recuento de exoplanetas embolsados ​​hasta ahora. 

El satélite CoRoT europeo precedió a Kepler, y también utilizó el método de tránsito para encontrar numerosos planetas durante su período funcional de 2006 a 2012.

El telescopio espacial Hubble no solo ha descubierto una variedad de exoplanetas en tránsito, sino que ha caracterizado la atmósfera de algunos de ellos. 

A medida que un planeta hace su tránsito a través de la cara de su estrella, una astilla de luz de estrella brilla a través de la atmósfera del planeta. 

Los gases y productos químicos en la atmósfera absorben diferentes longitudes de onda de la luz a medida que pasa. 

Al buscar estos cortes faltantes del espectro de luz de la estrella, los científicos pueden determinar qué componentes están presentes en esa atmósfera alienígena.

Otro observador del cielo, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, observa los exoplanetas en tránsito en longitudes de onda infrarrojas, y ha ayudado a trazar y caracterizar muchos, incluidos los detalles de atmósferas planetarias.

Spitzer a menudo trabaja en conjunto con telescopios terrestres, incluido el telescopio de Varsovia de OGLE en el Observatorio Las Campanas en Chile. 

En 2015, una colaboración entre Spitzer y el telescopio nacional Galileo de 3,6 metros de Italia en las Islas Canarias reveló el planeta rocoso más cercano conocido: HD 219134b, a solo 21 años luz de la Tierra. 

Sin embargo, decepcionantemente, el planeta orbita su estrella demasiado cerca para que sea adecuada para la vida.

Todos menos un puñado de los miles de exoplanetas observados hasta ahora se han detectado a través de métodos indirectos, como observar tránsitos o medir oscilaciones de estrellas. 

Acabamos de comenzar a entrar en una nueva era de caza de planetas.