Analizan la atmósfera de un exoplaneta gigante

Simulación artística de un Júpiter ultracaliente. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).
MASCARA-2b /KELT-20b es un Júpiter ultracaliente. Pertenece a un nuevo grupo de exoplanetas, los más calientes conocidos hasta la fecha, que pueden alcanzar temperaturas superiores a los 2000 K. El motivo de su alta temperatura es la proximidad a la que orbita a su estrella anfitriona, recibiendo una gran cantidad de radiación en las capas superiores de su atmósfera.

El equipo, liderado por la investigadora del IAC y la ULL Núria Casasayas, que ya había realizado una primera caracterización de su atmósfera en 2018, observó el planeta durante cuatro tránsitos diferentes. Es decir, cuatro ocasiones en las que el planeta se encontraba cruzando el disco de su estrella respecto nuestra línea de visión. Para ello, utilizaron el instrumento HARPS-N, instalado en el Telescopio Nazionale Galileo (TNG), del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), y el instrumento CARMENES, ubicado en el telescopio de 3,5 m del Observatorio de Calar Alto (Almería).

“Estos dos instrumentos cubren regiones de longitud de onda ligeramente diferentes, lo que nos permite estudiar un rango espectral más amplio”, señala Casasayas. Y añade: “Hemos podido detectar Hidrógeno beta, Hierro una vez ionizado y Magnesio con datos de HARPS-N, mientras que la presencia de Calcio ionizado solo ha sido posible con CARMENES. Por otro lado, el Sodio neutro y el Hidrógeno alfa se ha detectado con ambos instrumentos”.

El estudio de atmósferas exoplanetarias se ha convertido en un campo de investigación de vanguardia en los últimos años. Los instrumentos que realizan espectroscopía de alta resolución permiten no solo averiguar la composición atmosférica de los planetas fuera del Sistema Solar, sino también definir otros parámetros importantes como la temperatura de las capas a las que se forman los elementos que las componen, así como otras propiedades de la dinámica de la atmósfera.


Animación (enlace a YouTube): https://youtu.be/TduJOvZ3TTk Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

Fuente: http://www.iac.es/

El planeta enano Haumea y su misterioso anillo

Los investigadores plantean una explicación referente a la dinámica del aro alrededor de Haumea, más allá de la órbita de Plutón, en un artículo publicado en la revista de la Royal Astronomical Society (imagen: Nasa)

Por Peter Moon | Agência FAPESP – Haumea es un planeta enano cuya primera observación se concretó en el año 2004. Su órbita se ubica más allá de la de Plutón, en una región del Sistema Solar denominada Cinturón de Kuiper. A causa del descubrimiento de este pequeño cuerpo celeste y de otros de similar tamaño, Plutón quedó oficialmente afuera de la categoría de los planetas en 2006.

El reconocimiento oficial de Haumea como planeta enano se materializó en el año 2008. Con su formato alargado similar al de una pelota de fútbol americano, posee dos lunas y un anillo. Y precisamente por contar con este anillo, Haumea integra un grupo de objetos existentes en el Sistema Solar del cual forman parte los planetas Saturno, Urano, Neptuno y Júpiter y los asteroides Chariklo y Chiron, que describen sus órbitas entre Júpiter y Neptuno.

Nunca se ha observado directamente el anillo de Haumea. Pero un grupo internacional de astrónomos infirió su existencia en el año 2017 con base en el análisis del brillo de una estrella que pasó por detrás del planeta enano.

“Su descubrimiento se concretó por ocultación. El brillo de la estrella se observó desde acá, desde la Tierra, y disminuyó cuando Haumea pasó delante de la estrella, lo cual hizo posible obtener información sobre su formato”, dijo Othon Cabo Winter, profesor titular en la Facultad de Ingeniería de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) en su campus de la localidad de Guaratinguetá, en Brasil.

Concepción artística de Haumea y su anillo. Crédito: IAA-CSIC/UHU.

“Pero el brillo de la estrella también disminuyó cuando el anillo pasó por delante de ella, lo cual hizo posible que los científicos recabasen información sobre el anillo”, dijo.

Los investigadores que descubrieron el referido anillo en 2017 llegaron a sugerir que el mismo ocuparía una órbita alrededor de Haumea muy cercana a la llamada zona de resonancia de 1 a 3 (1:3): por cada tres giros completos que el planeta enano ejecuta alrededor de su propio eje, las partículas que forman el anillo completan una órbita alrededor del mismo.

Y en el marco de un nuevo estudio llevado a cabo por Cabo Winter, Taís Ribeiro y Gabriel Borderes Motta, del Grupo de Dinámica Orbital y Planetología de la Unesp, se ha demostrado ahora que sería necesaria una cierta excentricidad para que la referida resonancia actuase sobre las partículas del anillo.

Según Cabo Winter, el hecho de que el anillo sea estrecho y prácticamente circular inviabiliza la actuación de esta resonancia. En cambio, lo que el grupo detectó fue un tipo peculiar de órbitas periódicas (órbitas que se repiten idénticamente) que son estables y casi circulares en la misma zona donde se ubica el anillo de Haumea.

“Nuestro estudio no es observacional. No observamos los anillos directamente. Nadie lo ha hecho nunca”, dijo Cabo Winter. La razón de esto reside en que los anillos son sumamente tenues y se encuentran demasiado lejos como para que se los pueda observar desde los observatorios astronómicos apostados acá en la Tierra. La distancia promedio de Haumea con relación al Sol es 43 veces mayor que la distancia de la Tierra al Sol.

“Nuestro estudio es enteramente computacional. Con base en simulaciones realizadas con los datos que poseemos de Haumea y del anillo, sujetos a la Ley de Gravitación de Isaac Newton que describe los movimientos de los planetas, arribamos a la conclusión de que el anillo no se encuentra en aquella región del espacio debido a la resonancia 1:3 sino a causa de la existencia de una familia de órbitas periódicas estables”, dijo Cabo Winter.

En un artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, los investigadores de la Unesp exploraron la dinámica de partículas individuales en la región donde se ubica el anillo.

Ese trabajo forma parte del Proyecto Temático intitulado “La relevancia de los pequeños cuerpos en la dinámica orbital”, financiado por la FAPESP, y contó con también con el apoyo del gobierno federal brasileño, a través de la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes) y del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq).

“El objetivo principal de este trabajo consistió en identificar la estructura de la región del anillo de Haumea en lo concerniente a la ubicación y al tamaño de las zonas estables y también la razón de su existencia. Fue de particular interés intentar entender la estructura dinámica asociada a la resonancia 1:3”, dijo Cabo Winter.

Zonas estables
Los científicos utilizaron el método de Superficie de Sección de Poincaré para explorar la dinámica de la región donde se sitúa el anillo. Mediante la simulación de la evolución de las trayectorias de las partículas en esa zona, se generaron gráficos (secciones) en computadora que muestran visualmente las áreas de estabilidad representadas por islas (curvas cerradas), en tanto que las zonas inestables aparecen como una distribución irregular de puntos.

Esas islas de estabilidad se le adjudicaron al hecho de que la resonancia 1:3 posee trayectorias sumamente excéntricas, más de lo que sería compatible con el anillo (estrecho y circular).

“Por otra parte, detectamos islas de estabilidad en la misma región, pero con trayectorias de baja excentricidad, compatibles con el anillo. Esas islas quedaron registradas como causadas por una familia de órbitas periódicas”, dijo Cabo Winter.

Haumea tiene un diámetro de 1.456 kilómetros, menos de la mitad que el de Marte, y posee un formato ovalado, dos veces más largo que su ancho. Tarda 284 años para dar una vuelta alrededor del Sol. Este planeta enano está tan lejos y la radiación solar que llega a él está tan enrarecida que la temperatura en su superficie es de -223 °C.

Debido a que se lo detectó a través de las lentes de los observatorios gigantes instalados en la cumbre del volcán apagado Mauna Kea, en Hawái, sus descubridores lo bautizaron con el nombre de la diosa de la fertilidad de la mitología hawaiana. El planeta enano posee dos lunas: Namaka y Hi’iaka, las hijas de la diosa Haumea. Se cree que esas lunas se formaron como resultado de una colisión entre Haumea y algún otro cuerpo.

Haumea completa una rotación cada 4 horas, lo cual lo convierte en uno de los grandes objetos con rotación más rápida en el Sistema Solar. Este aspecto puede estar relacionado con un pasado violento.

Se estima que, en el origen del Sistema Solar, Haumea habría sido muy parecido a Plutón, compuesto en igual medida por rocas y agua. Hace miles de millones de años, un gran objeto podría haberse chocado contra Haumea, expulsando la mayor parte del hielo existente en su superficie y haciéndolo girar sumamente rápido en comparación con otros planetas enanos.

El artículo intitulado On the location of the ring around the dwarf planet Haumea (doi:10.1093/mnras/stz246), de O. C. Winter, G. Borderes-Motta y T. Ribeiro, está publicado en el siguiente enlace: academic.oup.com/mnras/article-abstract/484/3/3765/5308858.

Fuente: http://agencia.fapesp.br/

Descubren un tercer planeta en el sistema Kepler-47

Astrónomos han descubierto un tercer planeta en el sistema Kepler-47 después de analizar datos obtenidos por el Telescopio Espacial Kepler de la NASA. Kepler-47 es el único sistema planetario circumbinario múltiple que se conoce (se le llama planeta circumbinario a aquel que orbita dos estrellas al mismo tiempo).

Los tres planetas descubiertos hasta ahora en Kepler-47 fueron detectados a través del método de tránsito. Con dicho método los astrónomos pueden detectar planetas cuando estos pasan frente a su estrella anfitriona, provocando una disminución en su brillo. El planeta descubierto, denominado Kepler-47d, no fue detectado en un inicio debido a que las señales que provocan su tránsito son demasiado débiles, a pesar de que es un poco más grande que Neptuno.

Concepción artística del sistema Kepler-47. Crédito: NASA / JPL / T. Pyle
Es común que la alineación de los planos orbitales de los planetas circumbinarios cambien con el tiempo. En este caso, la órbita de Kepler-47d cambió a una posición donde las señales de su tránsito son más fuertes, razón por la cual los astrónomos pudieron detectarlo.

Impresión artística del sistema Kepler-47, con las dos estrellas en el centro, orbitadas por los planetas: Kepler-47b, Kepler-47c y Kepler-47d. Crédito: NASA

Los datos mostraron que Kepler-47d es el planeta más grande del sistema y es el que se encuentra más alejado de sus estrellas anfitrionas, con un periodo orbital de 303 días. Los otros dos planetas, Kepler-47b y Kepler-47c, tienen periodos orbitales de 49 y 187 días respectivamente.


Una animación muestra una representación artística del sistema del planeta circumbinario Kepler-47 y sus tres planetas, siendo el gran planeta medio el recién descubierto Kepler 47d.
Créditos: NASA / JPL ‑ Caltech / T. Pyle
El sistema binario Kepler-47 se encuentra a una distancia de 3.340 años luz de la Tierra, en la constelación de Cygnus. Una de las estrellas es similar al Sol y la otra tiene 1/3 de la masa de nuestra estrella (entre ellas completan una órbita cada 7,45 días). Todo el sistema es tan compacto que cabría dentro de la órbita de la Tierra.

Fuente: NASA

Fragmentos de un exoplaneta sobreviven a la destrucción de su estrella

Un grupo de astrónomos, liderado por la Universidad de Warwick y en el que participa personal investigador del IAC y la ULL, ha descubierto fragmentos de un planeta que ha sobrevivido a la muerte de su estrella, dentro de un disco de escombros formado por otros planetas destruidos que sirven de alimento al astro anfitrión.

Los restos de este planeta, rico en hierro y níquel, sobrevivieron a la destrucción de todo el sistema, que siguió a la muerte de su estrella anfitriona, SDSS J122859.93+104032.9. Se piensa que el planetesimal formó parte alguna vez de un planeta más grande. Su supervivencia es especialmente asombrosa ya que orbita muy cerca de su estrella, mucho más de lo que se creía posible, en una órbita de dos horas.

En este descubrimiento es la primera vez que se ha usado la espectroscopía para descubrir un cuerpo sólido en órbita alrededor de una enana blanca. En concreto, se han utilizado las variaciones sutiles en la luz recibida de este sistema para identificar el material adicional que está siendo arrancado de la superficie del planetesimal.

Observaciones con el GTC

A partir de las observaciones realizadas con el espectrógrafo OSIRIS del Gran Telescopio Canarias (GTC), instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), el equipo estudió un disco de escombros que orbita a una enana blanca a 410 años luz de distancia de la Tierra. Este disco está formado por cuerpos rocosos compuestos de hierro, magnesio, silicio y oxígeno, los cuatro bloques clave en la construcción de nuestro planeta y la mayoría de los cuerpos rocosos. Dentro de ese disco descubrieron un anillo de gas que fluía de un cuerpo sólido, como si se tratase de la cola de un cometa. Este gas puede estar generado por el propio cuerpo o por la evaporación del polvo al chocar con pequeños residuos dentro del disco.

Los astrónomos estiman que este cuerpo debe de tener un tamaño de al menos un kilómetro, aunque podría alcanzar unos pocos cientos de kilómetros de diámetro, comparándose con algunos de los asteroides más grandes conocidos en el Sistema Solar.

Las enanas blancas son los cadáveres de estrellas como nuestro sol que han quemado todo su combustible y se han desprendido de sus capas exteriores, dejando atrás un denso núcleo que se enfría lentamente. Este es el caso de la estrella anfitriona de este sistema, que se ha encogido tanto que el planetesimal orbita dentro del radio original de su sol. Los datos del estudio sugieren que estos fragmentos fueron parte de un cuerpo más grande en su sistema solar y, probablemente, se trata de un planeta pulverizado cuando la estrella comenzó su proceso de enfriamiento.

El autor principal de este artículo es Christopher Manser, investigador del Departamento de Física de la Universidad de Warwick. “La estrella habría tenido originalmente alrededor de dos masas solares, pero ahora la enana blanca representa sólo el 70% de la masa de nuestro Sol. También es muy pequeña ––aproximadamente del tamaño de la Tierra–– y esto hace que la estrella, al igual que todas las enanas blancas, sea extremadamente densa”, explica este investigador.

La gravedad de la enana blanca es de cerca de 100.000 veces la de la Tierra. Esto significa que un asteroide típico sería destruido por sus fuerzas gravitacionales si pasase demasiado cerca de ella.

El profesor Boris Gänsicke, coautor del estudio y también investigador del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, comenta: “El planetesimal que hemos descubierto está en lo profundo del pozo gravitacional de la enana blanca, mucho más cerca de donde esperábamos encontrar algo. Esto solo es posible porque es muy denso o porque tiene una fuerza interna que lo mantiene unido. Por eso proponemos que está compuesto en gran medida de hierro y níquel”. Y añade: “Si fuera hierro puro podría sobrevivir donde se encuentra ahora, pero igualmente podría tratarse de un cuerpo rico en hierro con una gran fuerza interna para mantenerlo unido, lo que coincide con el hecho de que el planetesimal sea un fragmento muy denso del núcleo de un planeta. Si esto es correcto, el cuerpo original habría tenido cientos de kilómetros de diámetro.

El futuro del Sistema Solar

Este descubrimiento proporciona pistas sobre qué planetas pueden residir en otros sistemas solares y abre una ventana para mirar al futuro de los nuestros.

“A medida que las estrellas envejecen ––aclara Manser–– se convierten en gigantes rojas, que ‘limpian’ gran parte de la zona interna de su sistema planetario. En nuestro Sistema Solar, el Sol se expandirá hasta la órbita de la Tierra y arrasará con nuestro planeta, Mercurio y Venus. Marte y el resto de los planetas que están más alejados sobrevivirán y se desplazarán hacia afuera”.

Las teorías actuales predicen que dentro de 5 o 6 mil millones de años nuestro sistema solar tendrá una enana blanca en lugar del Sol, orbitada por Marte, Júpiter, Saturno y los planetas exteriores, así como asteroides y cometas. Es probable que ocurran interacciones gravitacionales en esta nueva configuración de nuestro sistema planetario, lo que significa que los planetas más grandes pueden empujar a los cuerpos más pequeños hacia una órbita que los acerque a la enana blanca, donde serían destruidos por su enorme gravedad.

Fuente: http://www.iac.es/

ASTRONOMÍA - La Misión TESS de la NASA Envía su Primera Imagen Científica

El satélite de la misión TESS tomó esta instantánea de la Gran Nube de Magallanes (derecha) y la brillante estrella R Doradus (izquierda) con un solo detector de una de sus cámaras el martes 7 de agosto. Image Credit: NASA/MIT/TESS

El buscador de planetas más nuevo de la NASA, TESS, empieza a proporcionar datos valiosos para ayudar a los científicos a descubrir y estudiar emocionantes nuevos exoplanetas, o planetas más allá de nuestro sistema solar. Parte de los datos de la órbita científica inicial de TESS incluyen una imagen detallada del cielo sur tomada con las cuatro cámaras de campo amplio de la nave espacial. Esta imagen científica de "primera luz" captura una gran cantidad de estrellas y otros objetos, incluidos los sistemas que anteriormente se sabía que tenían exoplanetas.

"En un mar de estrellas rebosantes de mundos nuevos, TESS está proyectando una amplia red y transportará una gran cantidad de planetas prometedores para su posterior estudio", dijo Paul Hertz, director de la división de astrofísica en la sede de la NASA en Washington. "Esta primera imagen científica muestra las capacidades de las cámaras de TESS, y muestra que la misión se dará cuenta de su increíble potencial en nuestra búsqueda de otra Tierra".

TESS adquirió la imagen con las cuatro cámaras durante un período de 30 minutos el martes 7 de Agosto. Las líneas negras en la imagen son espacios entre los detectores de la cámara. Las imágenes incluyen partes de una docena de constelaciones, desde Capricornus hasta Pictor, y tanto las Grandes y Pequeñas Nubes de Magallanes, las galaxias más cercanas a las nuestras. El pequeño punto brillante sobre la Pequeña Nube de Magallanes es un cúmulo globular - una colección esférica de cientos de miles de estrellas - llamado NGC 104, también conocido como 47 Tucanae debido a su ubicación en la constelación del sur Tucana, el Tucán. Dos estrellas, Beta Gruis y R Doradus, son tan brillantes que saturan toda una columna de píxeles en los detectores de las segundas y cuartas cámaras de TESS, creando largas puntas de luz.

"Esta franja del hemisferio sur incluye más de una docena de estrellas que sabemos que tienen planetas en tránsito basados en estudios previos de observatorios terrestres", dijo George Ricker, investigador principal de TESS en el Instituto de Astrofísica y Espacio Kavli del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge.

TESS pasará dos años monitoreando 26 sectores durante 27 días cada uno, cubriendo el 85 por ciento del cielo. Durante su primer año de operaciones, el satélite estudiará los 13 sectores que componen el cielo del sur. Luego TESS recurrirá a los 13 sectores del cielo del norte para llevar a cabo una segunda encuesta de un año.

Fuentes: NASA en Español

Astrónomos captan la primera imagen confirmada de un planeta recién nacido

El planeta se distingue claramente como un punto brillante a la derecha del centro de la imagen, que está oscurecida por la máscara del coronógrafo utilizada para bloquear la luz cegadora de la estrella central. Crédito: ESO/A. Müller et al.

SPHERE, un instrumento buscador de planetas instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, ha captado la primera imagen confirmada de un planeta formándose en el polvoriento disco que rodea a una estrella joven. El joven planeta está haciéndose camino a través del disco primordial de gas y polvo que rodea a la joven estrella PDS 70. Los datos sugieren que la atmósfera del planeta es nubosa.

Un equipo de astrónomos, liderado por un grupo del Instituto Max Planck de Astronomía, en Heidelberg (Alemania), ha captado una espectacular instantánea de formación planetaria alrededor de la joven estrella enana PDS 70. Utilizando el instrumento SPHERE, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO —uno de los instrumentos de búsqueda de planetas más potente del momento—, el equipo internacional ha realizado la primera detección firme de un planeta joven, llamado PDS 70b, hendiendo un camino a través del material que rodea a la joven estrella (y a partir del cual se forman planetas).

El instrumento SPHERE también permitió al equipo medir el brillo del planeta en diferentes longitudes de onda, lo que, a su vez, permite deducir las propiedades de su atmósfera.

El planeta destaca claramente en las nuevas observaciones, visible como un punto brillante a la derecha del centro ennegrecido de la imagen. Se encuentra aproximadamente a 3.000 millones de kilómetros de la estrella central, lo cual equivale a la distancia entre Urano y el Sol. El análisis muestra que PDS 70b es un planeta gaseoso gigante con una masa unas cuantas veces la de Júpiter. La superficie del planeta tiene una temperatura de aproximadamente 1000° C, mucho más caliente que cualquier planeta de nuestro Sistema Solar.

La región oscura en el centro de la imagen se debe al uso de un coronógrafo, una máscara que bloquea la luz cegadora de la estrella central y permite a los astrónomos detectar a sus compañeros planetarios del disco, mucho más tenues. Sin esta máscara, la débil luz del planeta sería totalmente superada por el intenso brillo de PDS 70.

“Estos discos alrededor de estrellas jóvenes son los lugares en los que nacen los planetas, pero hasta ahora sólo un puñado de observaciones han detectado indicios de planetas bebé en ellos”, explica Miriam Keppler, que lidera el equipo detrás del descubrimiento del planeta PDS 70, aún en formación. “El problema es que, hasta ahora, la mayoría de estos candidatos a planeta podrían ser solo fenómenos en el disco”.

El descubrimiento del joven compañero de PDS 70 es un emocionante resultado científico que ya ha merecido una investigación más profunda. En los últimos meses, un segundo equipo, que implica a muchos de los astrónomos del equipo del descubrimiento, incluyendo a Keppler, ha seguido estudiando las observaciones iniciales para investigar al nuevo compañero planetario de PDS 70 con más detalle. No solo han obtenido la espectacular imagen del planeta que se muestra aquí, sino que fueron incluso capaces de obtener un espectro del planeta. El análisis de este espectro indicó que su atmósfera está turbia.

El compañero planetario de PDS 70 ha escavado un disco de transición (un disco protoplanetario con un gigantesco “hueco” en el centro). Estas brechas internas se conocen desde hace décadas y se ha especulado con que fueran fruto de la interacción entre el disco y el planeta. Ahora, por primera vez, podemos ver el planeta.

“Los resultados de Keppler ofrecen una nueva perspectiva sobre las primeras etapas de evolución planetaria, que son complejas y que no comprendemos del todo” comenta André Müller, líder del segundo equipo que investiga al joven planeta. “Necesitábamos observar un planeta en el disco de una estrella joven para comprender realmente los procesos de formación planetaria”. Determinando las propiedades atmosféricas y físicas del planeta, los astrónomos son capaces de probar modelos teóricos de formación planetaria.

Esta visión del nacimiento de un planeta bañado en polvo ha sido posible gracias a las impresionantes capacidades tecnológicas del instrumento SPHERE de ESO, que estudia exoplanetas y discos alrededor de estrellas cercanas utilizando una técnica conocida como imagen de alto contraste, todo un reto. Incluso bloqueando la luz de una estrella con un coronógrafo, SPHERE debe aplicar estrategias de observación concebidas de un modo inteligente y técnicas de procesamiento de datos para filtrar la señal de los débiles compañeros planetarios alrededor de estrellas jóvenes brillantes en múltiples longitudes de onda y en diferentes épocas.

Thomas Henning, director del Instituto Max Planck de Astronomía y líder de los equipos, resume la aventura científica: “Después de más de una década de enormes esfuerzos para construir esta máquina de alta tecnología, ¡ahora SPHERE nos permite recoger lo sembrado con el descubrimiento de planetas bebé!”.

Fuente: http://www.eso.org/public/

Descubren que la atmósfera del exoplaneta WASP-96b está libre de nubes

Un grupo internacional de astrónomos ha descubierto que la atmósfera del exoplaneta WASP-96b está libre de nubes. Este exoplaneta fue observado por primera vez en el año 2013 y está ubicado a casi 1.000 años luz de distancia de la Tierra.

El descubrimiento se realizó utilizando el telescopio VLT en Chile, al estudiar la atmósfera de WASP-96b cuando pasaba frente a su estrella anfitriona. Esto le permitió a los astrónomos determinar la composición atmosférica del exoplaneta.

Al igual que las huellas dactilares, las moléculas y los átomos tienen características espectrales únicas, que pueden ser utilizadas para detectar su presencia en diferentes cuerpos celestes. Los astrónomos descubrieron que el espectro de WASP-96b muestra una huella completa de sodio, la cual solamente puede ser encontrada en atmósferas libres de nubes.

Por varios años los astrónomos han sospechado que los exoplanetas gigantes de gas son ricos en sodio, el séptimo elemento más común en el Universo. Sin embargo, el sodio es un elemento muy difícil de detectar debido a que su señal es tan débil que no puede atravesar una atmósfera con nubes.

La cantidad de sodio detectada en WASP-96b es similar a aquella detectada en varios planetas de nuestro Sistem Solar. En la Tierra, el sodio regula el metabolismo en humanos y animales, es un componente abundante en nuestros océanos y la corteza de nuestro planeta está compuesta en un 2,6% de sodio.

WASP-96b es un gigante de gas de 1300K, con una masa similar a la de Saturno y 20% más grande que Júpiter. La estrella anfitriona, WASP-96, es similar al Sol y está ubicada a 980 años luz de distancia en la constelación Fénix, entre las estrellas Fomalhaut y Achernar, en el cielo del Hemisferio Sur.

Fuente: http://www.exeter.ac.uk/

Diez cosas increíbles que vimos en el espacio en 2017

La recreación de una kilonova - NASA/ESA/HUBBLE

La muerte de Cassini en Saturno, la observación de una kilonova o el hallazgo de un sistema solar parecido al nuestro, entre los acontecimientos astronómicos más importantes

1.- Cassini arde en Saturno

La nave Cassini se adentra en la atmósfera de Saturno - NASA
Pocas misiones espaciales han aportado tanto a la ciencia como lo ha hecho esta. El pasado septiembre, la NASA anunciaba la desintegración programada de la sonda Cassini en Saturno después de un viaje de veinte años, trece de los cuales estuvo rondando el planeta de los anillos. Exhausto por la falta de combustible, el artefacto de dos toneladas y media se sumergió en su atmósfera y ardió como un meteoro hasta diluirse por completo. Ha dejado como legado innumerables hallazgos y una gran cantidad de datos que podrán ser analizados durante décadas.

Además, la fatídica inmersión, bautizada como la «Gran Final», fue en sí misma un prodigio, ya que la nave debía adentrarse 22 veces en el hueco de aproximadamente 2.000 kilómetros de ancho que existe entre Saturno y sus anillos. Ningún otro objeto humano había acometido antes semejante hazaña. La sonda fue impactada deliberadamente para evitar que acabara en alguna de las lunas cercanas, especialmente Encélado y Titán, que por sus características son objetivo de posibles exploraciones futuras. Más información aquí.

2.- La kilonova, hallazgo del año

Recreación artística de la fusión de dos estrellas de neutrones - U. Warwick/M. Garlick

Sin duda, ha sido lo más impresionante que hemos visto en el espacio no solo este año, sino durante mucho tiempo. Un amplísimo plantel de científicos anunciaba en octubre que, por primera vez, lograban observar con telescopios y escuchar con ondas gravitacionales el mismo fenómeno cósmico, la fusión de dos estrellas de neutrones que formó una kilonova en una galaxia a 130 millones de años luz. La detección, elegida por la revista «Science» como el hallazgo científico del año, fue seguida por más de 70 observatorios astronómicos terrestres y espaciales y más de 3.500 científicos de todo el globo. La observación del fenómeno inaugura una nueva era en la Astronomía (Así te lo contamos en directo), pero además viene acompañada de una serie de descubrimientos sobre el misterioso origen del oro, los estallidos de rayos gamma, etc...

3.- El maravilloso sistema Trappist

Los siete planetas de Trappist-1 como se verían desde la Tierra usando un increíblemente poderoso telescopio de ficción - JPL/NASA

La NASA reveló en febrero que Trappist-1, una estrella enana ultrafría a 40 años luz en la constelación de Acuario, tiene en órbita siete planetas de tamaño terrestre. Además parecen estar en la llamada zona habitable, es decir, a la distancia adecuada de su estrella como para que puedan albergar agua líquida. Estudios posteriores sobre el sistema indicaron, sin embargo, que las posibilidades de encontrar vida en esos mundos es muy complicada por diferentes circunstancias, como la peligrosa radiación ultravioleta procedente de la estrella o la falta de una cubierta de campo magnético.

Más información aquí.

4.- El super eclipse

Imagen del eclipse solar - NASA

El eclipse solar de agosto no era más especial que el ocurrido en Indonesia el pasado año, pero la NASA supo convertirlo en el eclipse de la historia, el supereclipse. Que además cruzara todo EE.UU., el país de la ciencia por excelencia, de Oeste a Este hizo que el evento astronómico causara una gran expectación. Desde España solo se pudo disfrutar de un fenómeno parcial, menos espectacular, desde algunos lugares, como Vigo o Canarias.

5.- El misterioso visitante interestelar

La roca llamada «Oumuamua» - ESO

Astrónomos de la Universidad de Hawái anunciaban el pasado octubre la detección de nuestro primer visitante interestelar: un objeto, probablemente un asteroide, llegado de fuera del Sistema Solar y que se paseó por nuestro vecindario cósmico. La roca, bautizada como «Oumuamua», tiene un color gris rojizo, es alargada y recuerda en tamaño y forma a la famosa torre Agbar de Barcelona.

Incluso hay quien ha buscado señales de radio por si se tratara de un objeto artificial, producto de una civilización extraterrestre, sin, de momento, ningún resultado.

6.- De vuelta a la Luna

El astronauta Eugene Cernan, el último hombre en pisar la Luna - NASA

El presidente de Estados Unidos, Donald Trump, firmó este mismo mes su primera directiva sobre política del espacio con la orden de que los astronautas de la NASA vuelvan a la Luna, algo que podría hacerse realidad en una década. El objetivo es sentar las bases de un viaje aún más ambicioso: la llegada del ser humano a Marte, programado para el año 2033. En estas misiones será crucial la cooperación internacional y la participación de compañías privadas. Más información aquí.

7.- El nuestro no es el único de ocho

Los planetas de Kepler-90 tienen una configuración similar a nuestro Sistema Solar, con los pequeños cerca y los grandes más lejos - NASA / Ames Research Center / Wendy Stenzel

La NASA anunciaba hace tan solo unos días el descubrimiento de un octavo planeta alrededor de la estrella lejana Kepler-90, lo que empata a ese sistema con el nuestro en el número de mundos que tiene en órbita. Los ocho mundos giran alrededor de una estrella similar al Sol situada a 2.545 años luz de la Tierra, en la constelación de Draco. Eso sí, forman un sistema más apretado. El nuevo exoplaneta fue identificado gracias a la aplicación del «machine learning» de Google, un sistema de Inteligencia Artificial que permite que las máquinas aprendan del entorno de una forma similar a como lo hace el cerebro humano.

8.- Las Voyager cumplen 40 años en el espacio

Recreación de la Voyager 1 - NASA
Estos cacharros cuarentones son imbatibles. Lanzadas en 1977, las sondas Voyager 1 y la 2 llevan cuarenta años en el espacio logrando hitos increíbles: son los artefactos humanos que han llegado más lejos y tienen en su historial haber explorado por primera vez planetas gigantes y lunas exóticas. La 1 surca desde hace tiempo el espacio interestelar y su compañera lo conseguirá pronto. A pesar de su vetusta tecnología, estas sondas siguen cosechando ciencia.

Hace bien poco, ingenieros de la NASA lograban activar con éxito unos propulsores a bordo de la Voyager 1, después de 37 años sin utilizarlos. Gracias a esta operación, realizada a 20.000 millones de km de distancia, la nave podrá alargar su vida útil dos o tres años más.

9.- El mundo donde nieva protector solar

Recreación de Kepler-13Ab, que gira muy cerca de su estrella anfitriona, Kepler-13A - NASA , ESA y G. Bacon (STScI)

El telescopio espacial Hubble descubría este año que en un abrasador planeta extrasolar a 1.730 años luz de la Tierra llamado Kepler-13Ab ocurre un fenómeno de lo más extraño: «nieva» óxido de titanio, el componente principal de los protectores solares. Pero esa precipitación solo se produce en el lado nocturno permanente del planeta, por lo que, ironizaban sus descubridores, cualquier visitante que llegara hasta allí dispuesto a broncearse con seguridad tendría que embotellar el producto, ya que no lo encontraría en el lado ardiente y diurno que siempre se enfrenta a su estrella.

10.- La inquietante «estrella de Tabby»

Los astrónomos todavía no entienden qué ocurre en la «estrella de Tabby» - NASA/JPL/Caltech

KIC 8462852, más conocida como la «estrella de Tabby», lleva desconcertado a los astrónomos desde 2015, cuando fueron detectados una serie de extraños descensos en su brillo que no seguían ningún patrón aparente y a los que no encontraban explicación. Incluso salió a la palestra la idea de que podríamos estar frente a una enorme megaestructura alienígena, construida por una civilización muy avanzada con el objeto de aprovechar la energía de ese sol lejano.

El pasado mayo, la misteriosa estrella volvía a hacer de las suyas y se oscurecía de nuevo. Llegó a perder hasta el 2% de su brillo tras una sola noche de observación. A pesar de que numerosos científicos la siguen de cerca, todavía no tienen claro qué es lo que puede provocar esos «apagones».

Fuentes: ABC

La NASA planea ya el primer viaje interestelar de la Historia

Pretende viajar a Alpha Centauri, la estrella más próxima al Sistema Solar, en 2069 para buscar signos de vida

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Recreación artística del planeta Próxima b, cerca de su estrella. | Vídeo: Detectan al primer visitante llegado de otro sistema solar

A pesar de que la Humanidad no ha explorado aún a fondo algunos de los mundos más interesantes y prometedores de nuestro propio Sistema Solar, la NASA tiene ya la vista puesta en un objetivo mucho más lejano y ambicioso: el primer viaje interestelar.

Según ha revelado la revista New Scientist, en efecto, un grupo de investigadores del Jet Propulsion Laboratory acaba de presentar, en el marco de la Conferencia Anual de la Unión Geofísica Americana, celebrada en New Orleans, un plan para alcanzar el sistema de Alpha Centauri, la estrella más próxima a nosotros, a "solo" 4,3 años luz de distancia o, lo que es lo mismo, a casi 41 billones de km. de la Tierra.

La fecha elegida para la hazaña tampoco es casual. Será en 2069, justo cuando se cumplan cien años de la llegada del primer hombre a la Luna.

La idea, tan nueva que aún no tiene nombre, nació para cumplir un mandato presupuestario de 2016 que se refiere, precisamente, a la necesidad de "hacer progresos" en el desarrollo de los viajes interestelares. Si este plan se convierte finalmente en una misión oficial, la agencia espacial norteamericana explorará, en las próximas décadas, varias tecnologías capaces de acelerar una nave a una fracción significativa (se habla de un 10%) de la velocidad de la luz, lo que permitiría alcanzar Alpha Centauri en alrededor de unos 40 años. Muy poco tiempo si consideramos que, con la tecnología actual, tardaríamos más de 30.000 años en llegar hasta allí.

Alpha Centauri es un sistema formado por tres estrellas diferentes. Las dos principales, Alpha Centauri A y B, se orbitan mutuamente. Y la tercera, Próxima Centauri, que probablemente esté solo "de paso", es la estrella más cercana a nuestro Sol, su vecina inmediata.

Similar a la Tierra

Como se recordará, el sistema cuenta, por lo menos, con un planeta, Próxima b, que hace apenas unos meses hizo correr ríos de tinta en todo el mundo, ya que es muy similar a la Tierra. Rocoso y del mismo tamaño que nuestro propio mundo, Próxima b se encuentra, además, en la zona de habitabilidad de su estrella, es decir, a la distancia adecuada para que las temperaturas de su superficie permitan la existencia de agua líquida. Descubierto por el español Guillem Anglada Escudé, Próxima b se ha convertido, de hecho, en uno de los mejores exoplanetas candidatos a albergar vida. Y su cercanía, en términos espaciales, está agudizando el ingenio de la comunidad científica, que busca la mejor manera de llegar hasta él.

Anthony Freeman, el científico del JPL que presentó el proyecto durante la Conferencia de Nueva Orleans, explicó cuáles serían los objetivos científicos de la misión. El primero y más importante será buscar signos de vida en el sistema vecino, pero también se han incluido el estudio de la composición de la materia y la radiación que la nave encuentre en su camino a través del vasto espacio interestelar, así como la realización de experimentos que pongan a prueba la relatividad general. A su llegada a Alpha Centauri, la sonda deberá observar el sistema, determinar si contiene más planetas (algo que hoy no sabemos) y analizar tanto la atmósfera como la superficie de Próxima b en busca de agua y signos que revelen la presencia de vida.

Según el plan, unos años después del lanzamiento la NASA enviaría un gran telescopio al espacio profundo. Allí, se posicionaría de forma que la luz de Alpha Centauri roce nuestro sol, creando una "lente gravitacional" que nos permita obtener una vista completa del exoplaneta.

Luces que se encienden

Según ha declarado a New Scientist Stacy Weinstein-Weiss, autora principal del documento que plantea la misión, "podremos caracterizar la atmósfera. Y podremos ver el planeta, suponiendo que no esté cubierto de nubes". Las técnicas para detectar vida una vez en órbita incluyen la búsqueda de estructuras artificiales, el encendido y apagado de luces y la búsqueda de modificaciones de la tierra a gran escala.

Por supuesto, el mayor desafío para culminar con éxito la primera misión interestelar de la Humanidad pasa por desarrollar una tecnología de propulsión que sea realmente capaz de alcanzar el objetivo en un plazo de tiempo razonable. Una tecnología, por cierto, que aún no existe más que en el papel.

El equipo del JPL ha propuesto varias técnicas "prometedoras", desde la propulsión nuclear a motores de antimateria. Y, por supuesto, las velas solares impulsadas por láser, el mismo sistema que se propone utilizar en el Proyecto Starshot de Breakthrough Initiatives, avalado por el mismísimo Stephen Hawking y que consiste, precisamente, en enviar a Alpha Centauri un enjambre de micro naves de apenas unos centímetros de longitud.

Fuentes: ABC

La NASA descubre dos nuevos exoplanetas gracias a la inteligencia artificial

EFE NASA/JPL-CALTECH/R. HURT

• El primero es un octavo planeta del sistema solar Kepler-90
• Así, se convierte en el sistema solar conocido más parecido al de la Tierra
• El segundo descubierto es otro planeta más del sistema Kepler-80

El descubrimiento, gracias a la inteligencia artificial, de un octavo planeta del sistema solar Kepler-90, ha permitido determinar que este es el más parecido al de la Tierra, tanto por número de planetas como por agruparse a una distancia similar a los que orbitan el Sol, ha informado la NASA.

El descubrimiento se ha llevado a cabo gracias a la tecnología de la NASA y su telescopio Kepler, junto a inteligencia artificial proporcionada en colaboración con Google.

Los responsables han sido los investigadores Christopher Shallue y Andrew Vanderburg, quienes entrenaron a un ordenador con inteligencia artificial para aprender cómo identificar exoplanetas en las lecturas de luz registradas por Kepler a través de un minúsculo cambio en el brillo capturado cuando un planeta pasaba o transitaba frente a una estrella.

Inspirada por la forma en que las neuronas se conectan en el cerebro humano, esta "red neuronal" artificial ha identificado a través de los datos de Kepler las señales de tránsito débiles de un octavo planeta que orbita alrededor de Kepler-90, en la constelación de Draco y a 2.545 años luz de la Tierra.

Cerca de un 30% más grande que la Tierra, el Kepler-90i, como se le ha llamado, es un planeta rocoso que orbita a su estrella una vez cada 14,4 días y está tan cerca de ella que su temperatura superficial promedio se cree que excede los 425 grados centígrados, similar a Mercurio. El planeta más externo del sistema es el denominado Kepler-90h, el cual orbita a una distancia de su estrella parecida a la que separa a la Tierra del Sol.

"El sistema de estrellas Kepler-90 es como una mini versión de nuestro Sistema Solar. Tienes planetas pequeños adentro y grandes planetas afuera, pero todo está agrupado mucho más cerca ", dijo Vanderburg, posdoctorado de la prestigiosa beca Sagan de la NASA y astrónomo de la Universidad de Texas en Austin.

Aplicación de una red neuronal

Shallue, un ingeniero de software que trabaja con el equipo de investigación de Google Artificial Intelligence, tuvo la idea de aplicar una red neuronal a los datos de Kepler. Se interesó en el descubrimiento de exoplanetas después de descubrir que la astronomía, al igual que otras ramas de la ciencia, se está inundando rápidamente de datos a medida que avanza la tecnología para la recolección de los mismos desde el espacio.

"En mi tiempo libre, comencé a buscar en Google 'encontrar exoplanetas con grandes conjuntos de datos' y descubrí la misión Kepler y el enorme conjunto de datos disponibles", señala Shallue.

Por su parte, el director de la División de Astrofísica de la NASA, Paul Hertz, se congratula del trabajo en colaboración con el gigante tecnológico. "Tal como esperábamos, hay descubrimientos emocionantes acechando en nuestros datos archivados de Kepler, esperando la herramienta o la tecnología adecuada para desenterrarlos", indica. "Este hallazgo muestra que nuestros datos serán un tesoro disponible para los investigadores innovadores en los próximos años", agrega.

Los datos recopilados por Kepler en cuatro años suman 35.000 posibles señales planetarias, de las cuales, las más débiles a menudo se pierden, por lo que Shallue y Vanderburg pensaron que podría haber descubrimientos de exoplanetas que se estaban pasando por alto.

"Obtuvimos muchos falsos positivos de planetas, pero también planetas potencialmente más reales", apunta Vanderburg. "Es como buscar entre las piedras para encontrar joyas. Si tienes un tamiz más fino, puede que encuentres más rocas, pero también puedes encontrar más piedras preciosas", agregó.

Un nuevo planeta en Kepler-80

Kepler-90i no fue el único hallazgo de esta combinación tecnológica de NASA y Google, ya que también descubrieron, en el sistema Kepler-80, un sexto planeta. Este, el Kepler-80g, del tamaño de la Tierra, y cuatro de sus planetas vecinos, forman lo que se llama una cadena resonante, donde los planetas se bloquean por su gravedad mutua en una danza orbital rítmica.

La NASA lanzó el telescopio Kepler en 2009 para encontrar otros mundos fuera del Sistema Solar, y desde entonces ha hallado más de 2.000 exoplanetas confirmados.

Fuentes: RTVE

WASP-18b Tiene una Estratosfera Sofocante sin Agua

Un equipo de científicos dirigido por la NASA ha descubierto pruebas de que el planeta de gran tamaño WASP-18b está envuelto en una estratosfera sofocante cargada de monóxido de carbono y desprovista de agua. Los hallazgos provienen de un nuevo análisis de observaciones realizadas por los telescopios espaciales Hubble y Spitzer.

La formación de una capa de estratosfera en la atmósfera de un planeta se atribuye a moléculas similares a "filtros solares", que absorben la radiación UV y visible que proviene de la estrella y luego la liberan como calor. El nuevo estudio sugiere que el "Júpiter caliente" WASP-18b, un planeta masivo que orbita muy cerca de su estrella anfitriona, tiene una composición inusual, y la formación de este mundo podría haber sido bastante diferente de la de Júpiter y otros gigantes de gas en distintos sistemas planetarios.

"La composición de WASP-18b desafía todas las expectativas", dijo Kyle Sheppard del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del artículo publicado en Astrophysical Journal Letters. "No conocemos ningún otro planeta extrasolar donde el monóxido de carbono domine por completo la atmósfera superior".

En la Tierra, el ozono absorbe los rayos UV en la estratosfera, protegiendo a nuestro mundo de gran parte de la radiación dañina del Sol. Para el puñado de exoplanetas con estratosferas, se cree que el absorbente es una molécula como el óxido de titanio, un pariente cercano del dióxido de titanio, que se usa en la Tierra como pigmento de pintura e ingrediente de protección solar.

Los investigadores analizaron los datos recopilados para WASP-18b, ubicados a 325 años luz de la Tierra, como parte de una encuesta para encontrar exoplanetas con estratosferas. Este planeta de peso pesado, que tiene una masa de 10 Júpiteres, se ha observado repetidamente, lo que permite a los astrónomos acumular un gran número de datos. Este estudio analizó datos de cinco eclipses registrados por el Hubble y dos de Spitzer.

Desde la luz emitida por la atmósfera del planeta a longitudes de onda infrarrojas, más allá de la región visible, es posible identificar las huellas dactilares espectrales del agua y algunas otras moléculas importantes. El análisis reveló la peculiar huella digital de WASP-18b, que no se parece a ningún exoplaneta examinado hasta ahora. Para determinar qué moléculas tenían más probabilidades de coincidir con él, el equipo llevó a cabo una amplia moderación informática.

Un equipo de científicos ha determinado que WASP-18b, un Júpiter caliente situado a 325 años luz de la Tierra, posee una estratosfera cargada de monóxido de carbono, pero carece de señales de agua. Image Credit: NASA/GSFC

"La única explicación coherente para los datos es una superabundancia de monóxido de carbono y muy poco vapor de agua en la atmósfera de WASP-18b, además de la presencia de una estratosfera", dijo Nikku Madhusudhan, coautor del estudio en la Universidad de Cambridge. "Esta rara combinación de factores abre una nueva ventana en nuestra comprensión de los procesos fisicoquímicos en atmósferas exoplanetarias".

Los hallazgos indican que WASP-18b tiene monóxido de carbono caliente en la estratosfera y monóxido de carbono más frío en la capa de la atmósfera a continuación, llamada troposfera. El equipo determinó esto mediante la detección de dos tipos de firmas de monóxido de carbono, una firma de absorción a una longitud de onda de aproximadamente 1,6 micrómetros y una firma de emisión de aproximadamente 4,5 micrómetros. Esta es la primera vez que los investigadores han detectado ambos tipos de firmas para un solo tipo de molécula en la atmósfera de un exoplaneta.

En teoría, otro posible ajuste para las observaciones es el dióxido de carbono, que tiene una huella similar. Los investigadores descartaron esto porque si hubiera suficiente oxígeno disponible para formar dióxido de carbono, la atmósfera también debería tener algo de vapor de agua.

Para producir las huellas dactilares espectrales vistas por el equipo, la atmósfera superior de WASP-18b debería cargarse con monóxido de carbono. En comparación con otros Júpiteres calientes, la atmósfera de este planeta probablemente contendría 300 veces más "metales", o elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Esta metalicidad extremadamente alta indicaría que WASP-18b podría haber acumulado una mayor cantidad de hielos sólidos durante su formación que Júpiter, lo que sugiere que puede no haberse formado como lo hicieron otros Júpiteres calientes.

"El esperado lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb y otros futuros observatorios espaciales nos darán la oportunidad de seguir con instrumentos aún más poderosos y de continuar explorando la increíble variedad de exoplanetas que existen", dijo Avi Mandell, científico exoplanetario en el centro Goddard de la NASA y segundo autor del artículo.

Fuentes: NASA en Español

Proxima Centauri y la historia de los cinturones de polvo.

El descubrimiento de cinturones de polvo en Proxima Centauri hace necesario entender mejor su historia. De esta manera, podemos enmarcar el hallazgo en su contexto.

Espectacular imagen de Fomalhaut tomada por el HST. Se puede apreciar la evolución del planeta Fomalhaut b. (Fuente: NASA)

En los años 80 no se conocían planetas en otras estrellas distintas del Sol. El único sistema planetario estudiado hasta entonces era el Sistema Solar. Fue entonces cuando algo empezó a cambiar, con la puesta en órbita de IRAS, el primer telescopio infrarrojo.

La sorpresa llegó enseguida, cuando los instrumentos del nuevo telescopio IRAS se estaban calibrando. Para ello, se enfocó a Vega, una estrella bien conocida, de la que no se esperaban sorpresas. Cuando apareció un exceso en el infrarrojo muchos pensaron que era un defecto fatal del dispositivo. Sin embargo, tras muchos test se verificó que el telescopio funcionaba correctamente.

El telescopio espacial IRAS detectó lo que se llama “un exceso en el infrarrojo”. Es decir, en el espectro de distribución de energía de una estrella aparecía un flujo en el infrarrojo superior al esperado.

Y, además, la estrella Vega no era la única; había otras más, muchas más. Por si fuera poco, en 1984 se consiguió obtener la primera imagen del disco que rodeaba a la estrella Beta Pictoris.

En unos años había cuatro famosas estrellas en las que se tomaron imágenes de discos. Las llamaron “Las Cuatro Fantásticas (The Fantastic Four)”: Beta Pictoris, Vega, Fomalhaut y Epsilon Eridani.

Imagen del planeta de Beta Pictoris b (Centro) sobre la imagen del disco de debris de la estrella (Fuente: ESO. Crédito: Lagrange, 2008).

Se comprendió enseguida que los discos de escombros (debris) eran el remanente del proceso de formación del sistema planetario, en el que ya no quedaba gas. En estos discos de escombros se producían colisiones en cascada que terminaban produciendo un polvo que emitía intensamente en el infrarrojo.

Llegaron nuevos telescopios espaciales en el infrarrojo medio y lejano, como el ISO, que en los 90 amplió el número de estrellas que mostraban un “exceso en el infrarrojo”.

La llegada del telescopio Spitzer aportó nuevas imágenes de discos durante su fase criogénica (2003-2009). Fue capaz de resolver el disco que rodeaba a muchas estrellas. Pero fue realmente Herschel (2009-2013), con su apertura de 3,5 metros, el telescopio espacial que permitió que ahora se conozcan cientos de discos de escombros (debris) similares comparables con nuestro cinturón de Kuiper.

Imagen del disco de Epsilon Eridani en la banda submilimétrica. (Fuente: SCUBA. JCMT. Jane Greaves.)

Muchas de la estrellas grandes (A) tienen discos. La mejora de las técnicas de imagen de alto contraste permitió identificar planetas en ellas: Fomalhaut, Beta Pictoris, HR 8799, HD 95086, etc. proporcionando imágenes espectaculares.

Esquema del sistema Epsilon Eridani comparado con el Sistema Solar. (Fuente: NASA JPL Caltech)

En las estrellas pequeñas (M) apenas se detectaban discos. Quizá si los hay, pero no son lo suficientemente grandes para poder detectarlos. Estaba el caso de GJ 581 y Au Mic.

En las estrellas del tipo solar (FGK) los resultados estadísticos eran que un 16%-22% podían tener discos. Parece que hay cierta correlación entre la presencia de discos y planetas pequeños. Resultaba que las estrellas con exoplanetas no muy grandes (< 100 masas terrestres) suelen tener discos. En las que tenían gigantes gaseosos se sospecha que de alguna forma los destruyen. Tengamos en cuenta (modelo de Niza) que posiblemente los gigantes gaseosos dejaron el Cinturón de Kuiper en un 1% de lo que fue en su origen.

Tau Ceti, 82 G. Eridani (HD 20794), 61 Vir, HD 69830, HD 38858 son casos de estrellas del tipo solar con discos y posibles planetas pequeños. Hay casos más difíciles, como Epsilon Eridani, que parece que tiene un gigante gaseoso y enormes cinturones.

Actualmente, los telescopios espaciales en el infrarrojo IRAS, ISO, el Spitzer criogénico y Herschel han dejado de funcionar. Sin embargo, ahora tenemos a ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) un sistema interferométrico de antenas instaladas en el desierto de Atacama.

Imagen del disco de HR 8799, sistema famoso por tener 4 planetas obtenidos por Imagen de al ta resolución (Fuente: NASA JPL_Caltech)

Cuando se obtienen imágenes en el infrarrojo lejano la localización del verdadero anillo, con los planetesimales, no es clara. Y es que en el infrarrojo se ve el polvo que generan las colisiones entre los cuerpos y este polvo se mueve por, por ejemplo, la radiación o el viento estelar. ALMA sin embargo, estudia el polvo en la escala del milímetro y es sensible a partículas más grandes que los telescopios infrarrojos, De esta manera, los resultados estarán más cerca de la localización real de los discos de escombros.

Imagen de un disco protoplanetario obtenida con ALMA. No confundir con un disco de escombros (Debris), que describe una fase posterior a la formación de planetas (Fuente: ALMA)

Y conociendo realmente bien dónde están los cinturones de planetesimales se pueden identificar resonancias o procesos que permitan intuir dónde están los planetas.

Y ahora volvamos sobre Proxima Centauri:

• Los cinturones detectados en Proxima Centauri son bastante débiles. El cinturón principal (1-4 UA), podría tener una masa similar al Cinturón de Kuiper. 
• Para confirmar el disco más externo (30 UA) se necesita más información pero, si se confirma, sería un extraño cinturón no comparable con nada del Sistema Solar. Se han detectado casos parecidos, como el cinturón de la cercana estrella Groombridge 1618. Esta estrella tiene un extraño anillo muy frío.
• El extraño objeto a 1,6 UA hace volar nuestra imaginación. La posibilidad de que sea un gran planeta que, por su lejanía, haya pasado desapercibido para las campañas de velocidad radial no deja de ser sugerente, aunque quizá debería tener menos de 100 masas terrestres. Seamos cautos. Tenemos el ejemplo de la estrella con planetas (55 Cancri), en la que se detectó un “exceso en el infrarrojo” con IRAS que luego (en 2002) terminaron siendo galaxias lejanas que aparecían en el fondo. Es verdad. Estas situaciones que se produjeron con IRAS son mucho menos probables con un sistema de la potencia de ALMA. No obstante, sería muy interesante estudiar nuevamente el sistema con ALMA, para ver si los objetos siguen mostrándose pasados unos meses.
• Los resultados del equipo Red Dots deberían mostrarnos si es posible confirmar la presencia de ese planeta Proxima c, que podría estar relacionado con el más interior y caliente de los cinturones (0,4 UA) 

Finalizando, lo único que tengo claro es que el sistema de Proxima Centauri renueva su interés. Cada vez me emociona más.

Sigamos atentos.

Relación sistemas resueltos a menos de 10 parscs (33 años luz). Se echan de menos Groombridge 1634 (4 parsecs) y 82 G. Eridani (6 pasecs). Quizá el autor considera que no se ha alcanzado un resolución completa de esos discos.

(Fuente: https://www.circumstellardisks.orgp)

2011. Herschel detecta débiles cinturones con una luminosidad reducida, similar a la del Cinturón de Kuiper, pero mucho más fríos. Entre otras, destaca la cercana estrella Groombridge 1618.
https://arxiv.org/abs/1110.4826

2012. Wyatt resuelve con Herschel el disco de la cercana estrella 61 Vir usando el telescopio Herschel. Además analiza la relación entre la presencia de discos y planetas.
https://arxiv.org/abs/1206.2370

2014. Herschel observa el disco de Tau Ceti.
https://arxiv.org/abs/1408.02791

2015. Kennedy muestra los discos de algunas estrellas cercanas (incluyendo la cercana estrella 82 G. Eridani) analizando la relación entre los discos y sus planetas.
https://arxiv.org/abs/1503.02073

2016. Montesinos explica que un 22% de las estrellas del tipo solar (FGK) podrían tener discos. La introducción del paper es muy interesante.
https://arxiv.org/abs/1605.05837

2016. ALMA observa el cercano sistema Tau Ceti.
https://arxiv.org/abs/1607.02513

2017. ALMA observa el cercano sistema Epsilon Eridani.
https://arxiv.org/abs/1705.01560

2017. ALMA observa el disco de 61 Virginis, un sistema con exoplanetas.
https://arxiv.org/abs/1705.01944

2017. Estudio del disco de Fomalhaut con ALMA.
https://arxiv.org/abs/1705.05867

2017. Cinturones de polvo en Proxima Centauri con ALMA.
https://arxiv.org/abs/1711.00578

Fuentes: Exoplanetas