Fuente: Ciencia Kanija
Por primera vez, una nueva e ingeniosa
técnica ha permitido a los astrónomos estudiar la atmósfera de un
exoplaneta en detalle — incluso sin la necesidad de que pase delante de
su estrella anfitriona. Un equipo internacional ha utilizado el Very Large Telescope
(VLT) de ESO para captar directamente el débil brillo del planeta Tau
Boötis b. Por primera vez, han estudiado la atmósfera del planeta y
medido su órbita y su masa de forma muy precisa — resolviendo así un
antiguo problema con quince años de antigüedad. Sorprendentemente, el
equipo también a descubierto que la atmósfera del planeta parece más
fría cuanto más se aleja de la superficie, lo contrario de lo que se
esperaba. Los resultados se publicarán en el número del 28 de junio de
2012 de la revista Nature.
El planeta Tau Boötis b fue uno de los
primeros exoplanetas descubiertos en 1996, y sigue siendo uno de los
exoplanetaos más cercanos que se conocen. Pese a que su estrella
anfitriona es fácilmente visible a simple vista, obviamente el propio
planeta no lo es, y hasta el momento solo podía detectarse por sus
efectos gravitatorios sobre la estrella. Tau Boötis b es un gran
“júpiter caliente” que orbita muy cerca de su estrella anfitriona.
Impresión artística de Tau Boötis b © Crédito: ESO
Como muchos exoplanetas, este no transita el disco de su estrella (como en el reciente tránsito de Venus). Hasta ahora estos tránsitos eran esenciales para permitir el estudio de las atmósferas de los jupiteres calientes: cuando un planeta pasa frente a su estrella las propiedades de su atmósfera quedan impresas en la luz de la estrella. Como no hay luz estelar que brille a través de la atmósfera de Tau Boötis b hacia nosotros, la atmósfera del planeta no ha podido ser estudiada antes.
Pero ahora, tras 15 años intentando
estudiar el débil brillo que emiten exoplanetas de tipo júpiter
caliente, los astrónomos han podido finalmente estudiar, de forma
fidedigna, la estructura de la atmósfera de Tau Boötis b y deducir su
masa de un modo preciso por primera vez. El equipo utilizó el
instrumento CRIRES, instalado en el Very Large Telescope (VLT)
en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile. Combinaron observaciones
infrarrojas de alta calidad (en longitudes de onda de alrededor de 2,3
micras) con un nuevo e ingenioso truco para extraer la débil señal del
planeta a partir de la luz mucho más potente emitida por la estrella
anfitriona.
El investigador principal de este
trabajo, Matteo Brogi (Observatorio Leiden, Países Bajos) explica:
“Gracias a las observaciones de alta calidad proporcionadas por el VLT y
CRIRES fuimos capaces de estudiar el espectro del sistema con el nivel
de detalle más alto logrado hasta el momento. Solo un 0,01% de la luz
que vemos viene del planeta, y el resto proviene de la estrella, por lo
que no fue fácil”.
La mayoría de los planetas alrededor de
otras estrellas fueron descubiertos por sus efectos gravitatorios sobre
las estrellas anfitrionas, lo que limita la información que puede
obtenerse de su masa: solo permiten obtener un límite inferior para la
masa de un planeta. La nueva técnica pionera es mucho más poderosa. Ver
directamente la luz del planeta ha permitido a los astrónomos medir el
ángulo de la órbita del planeta y, de ahí, extraer su masa con
precisión. Trazando los cambios en el movimiento del planeta a medida
que orbita a su estrella, el equipo ha determinado por primera vez, de
forma fidedigna, que Tau Boötis b orbita a su estrella anfitriona con un
ángulo de 44 grados y tiene seis veces la masa del planeta Júpiter.
“Las nuevas observaciones de VLT
resuelven un problema de 15 años de antigüedad: resolver la masa de Tau
Boötis b. Y la nueva técnica también significa que, a partir de ahora,
podremos estudiar las atmósferas de los exoplanetas que no transitan a
sus estrellas, así como medir sus masas de forma precisa, lo cual antes
era imposible”, afirma Ignas Snellen (Observatorio de Leiden, Países
Bajos), co-autor del artículo. “Es un gran paso adelante”.
Además de detectar el brillo de la
atmósfera y de medir la masa de Tau Boötis b, el equipo ha estudiado su
atmósfera y medido la cantidad de monóxido de carbono existente, así
como la temperatura a diferentes alturas por medio de una comparación
hecha entre las observaciones y unos modelos teóricos. Uno de los
resultados más sorprendentes de este trabajo ha sido que las nuevas
observaciones indicaban una atmósfera con una temperatura que desciende a
medida que aumenta la altura. Este resultado es exactamente el opuesto a
la inversión térmica — un aumento en la temperatura a mayor altitud —
encontrado en otros exoplanetas tipo Júpiter.
Las observaciones del VLT muestran que
la espectroscopía de alta resolución de telescopios basados en tierra es
una herramienta muy útil para un análisis detallado de las atmósferas
de los planetas que no hacen tránsito estelar. La detección de
diferentes moléculas en el futuro, permitirá a los astrónomos aprender
más sobre las condiciones atmosféricas de los planetas. Haciendo medidas
a lo largo de la órbita del planeta, los astrónomos podrían incluso ser
capaces de detectar cambios atmosféricos entre la mañana y la tarde del
planeta.
“Este estudio muestra el enorme
potencial de los telescopios basados en tierra, tanto de los ya
existentes como de los que llegarán en el futuro, como el E-ELT. Tal vez
algún día, utilizando esta técnica, encontremos evidencias de actividad
biológica en planetas similares a la Tierra”, concluye Ignas Snellen.
Fecha Original: 27 de junio de 2012
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