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El impresionante movimiento del exoplaneta Beta Pictoris b

El VLT (Very large Telescope) de ESO ha capturado el espectacular movimiento de un exoplaneta alrededor de su estrella anfitriona. En una serie de imágenes desde 2014 hasta 2018 han conseguido seguir y realizar un pequeño vídeo con su movimiento. Se trata de un enorme exoplaneta llamado Beta Pictoris b.

El VLT de ESO ha capturado las imágenes del exoplaneta Beta Picoris b alrededor de la estrella Beta Pictoris. Créditos: ESO

Beta Pictoris b orbita su estrella a una distancia parecida a la que existe entre el Sol y Saturno , aproximadamente 1.3 billones de kilómetros, lo que significa que es el exoplaneta más lejano a su estrella que se haya fotografiado directamente hasta el momento. La superficie de este planeta aún está muy caliente, alrededor de 1500 °C. Estas imagenes se han obtenido con el instrumento SPHERE de investigación de exoplanetas de alto contraste. Podemos ver el movimiento del exoplaneta en este pequeño vídeo:

Créditos: ESO/ Lagrange / SPHERE consortium

La mayoría de los exoplanetas se pueden descubrir por métodos indirectos, pero en el caso del instrumento SPHERE  de VLT puede observar grandes exoplanetas de forma directa, siendo un avance espectacular en la búsqueda de exoplanetas. 

Hablaremos un poco de los métodos más usados para buscar exoplanetas:

– Velocidad Radial, Astrometría, Tránsitos y Visión directa. 

Aunque también hay otros métodos más complicados como medidas de pulso de radio de un púlsar, observando variaciones en binarias eclipsantes o mediante microlentes gravitacionales, pero hablaremos de estos en otras entradas.

1) Velocidad radial: Este método se basa en el Efecto Doppler. El planeta, al orbitar su estrella, ejerce una fuerza gravitacional sobre ésta de manera que la estrella gira sobre el centro de masa común del sistema.

Las oscilaciones de la estrella pueden detectarse mediante pequeños cambios en las líneas espectrales según la estrella se acerca a nosotros (corrimiento hacia el azul) o se aleja (corrimiento al rojo). Es muy buen método para detectar planetas gigantes que estén muy cerca de la estrella.

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La curva de velocidad radial resultante de la presencia de un planeta depende de su masa y de los elementos de su órbita.

2) Astrometría: Como la estrella gira sobre el centro de masa se puede intentar registrar las variaciones de su posición y el movimiento oscilatorio de la estrella. Son oscilaciones muy pequeñas, aun así con este método se encontró un Exoplaneta en 2009, llamado VB10b pues está alrededor de la estrella VB10, una enana roja a 20 años luz de nosotros. VB10b tiene un tamaño de 6 veces el planeta Júpiter.

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Recreación del exoplaneta VB10b alrededor de su estrella

3) Tránsitos: Consiste en observar fotométricamente la estrella y detectar sutiles cambios en la intensidad de su luz cuando un planeta órbita por delante de ella. Esa pequeña variación en el brillo de la estrella fruto del tránsito del Exoplaneta nos puede determinar muchos parámetros, como profundidad de tránsito, tamaño del planeta, atmósfera, zona de habitabilidad.

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Curva de brillo en función del tiempo de un tránsito

A partir de la curva de luz del tránsito se determina el cociente de radios planeta/estrella y la inclinación orbital, además de otros parámetros de la estrella y de la órbita.

En general, las observaciones de tránsito deben ser complementadas con medidas de velocidad radial para, de este modo, calcular la masa y determinar la naturaleza planetaria del objeto.

Otras aplicaciones de los tránsitos: Determinación de la atmósfera del planeta. Durante el transito y antes de la ocultación el planeta refleja la luz de la estrella y podemos determinar el espectro del planeta y por tanto la composición de su atmósfera. Método muy refinado y complicado pero con muy buenos resultados.

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4) Visión directa: es un objetivo primordial actualmente pero tiene un problema, los objetos están muy lejos y quedan emborronados por el brillo de su estrella. La solución a este problema es la observación en un punto, es decir observa un píxel. Las variaciones en la reflexión de la luz sobre el planeta y las modulaciones en el brillo y la temperatura durante su periodo de rotación o de traslación medidas a distintas longitudes de onda pueden ser usadas para deducir las propiedades de su atmósfera y de su superficie.

Es necesario estudiar cómo se vería nuestro propio planeta desde la distancia, con toda su luz concentrada en un solo píxel. Con esta información y por comparación podemos determinar atmósferas y características de otros planetas. Podemos incluso determinar la posible presencia de vida, observando la presencia de biomarcadores.

Los biomarcadores nos abren la puerta a la detección remota de vida, que de otro modo sería inviable hasta un futuro a largo plazo.  La presencia de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, ozono (que indica oxígeno en abundancia) y trazas de metano puede ser indicativo de un planeta con una temperatura superficial estable y suave con una biosfera. También puede ser importante la detección de óxidos de nitrógeno, que se encuentran a menudo asociados a actividad biológica de tipo bacteriano.

Como veis estos son los métodos más usados aunque hay alguno más mucho más complicado pero que ya sería complicar mucho más esta pequeña entrada. En la siguiente gráfica podéis ver algunos de los exoplanetas descubiertos y su método de descubrimiento:

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Ya sabéis un poco más de la búsqueda de exoplanetas, como veis no estamos solos en el Universo, calculad que sí solo en nuestra galaxia hay 300.000 millones de estrellas y en cada estrella puede haber planetas, con que solo haya uno con posible vida (de cualquier tipo) tendríamos 300.000 millones de planetas con vida, y solo en nuestra galaxia… calculad lo que habría en el resto del Universo…. 

*Para saber más de exoplanetas:

Toda la información sobre Exoplanetas la tenéis en la siguiente página:

http://exoplanet.eu/

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¿Descubierta la primera luna fuera del sistema solar?

Una exoluna es una luna que orbita otro planeta en otro sistema estelar. Hasta ahora se habían encontrado muchos exoplanetas de multitud de tamaños y parecía complicado encontrar a los satelites de estos planetas, pero se confirma que se ha conseguido. Esto se ha descubierto en el exoplaneta gaseoso Kepler 1625b, se ha encontrado un satélite gaseoso que gira alrededor del planeta también gaseoso.

Ha sido descubierto por astrónomos de la Universidad de Columbia utilizando el Telescopio Espacial Hubble y datos anteriores del Telescopio Espacial KeplerLos datos indican una exoluna del tamaño de Neptuno, en un sistema estelar a 8000 años luz de la Tierra. 

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Imagen artística de la luna descubierta en el exoplaneta Kepler1625b. El telescopio espacial Kepler capta las disminuciones de brillo que se producen cuando los planetas pasan por delante de sus estrellas, es decir estudia el tránsito del planeta por su estrella. Lanzado en marzo de 2009, Kepler es la primera misión de la NASA para encontrar planetas potencialmente habitables. El telescopio espacial vigila 150.000 estrellas en un pequeño trozo de cielo. Créditos: NASA

Estudiar el tránsito de un planeta consiste en observar fotométricamente la estrella y detectar sutiles cambios en la intensidad de su luz cuando un planeta transita por delante de ella. Esa pequeña variación en el brillo de la estrella fruto del tránsito del Exoplaneta nos puede determinar muchos parámetros, como profundidad de tránsito, tamaño del planeta, atmósfera, zona de habitabilidad.

A partir de la curva de luz del tránsito se determina el cociente de radios planeta/estrella y la inclinación orbital, además de otros parámetros de la estrella y de la órbita. En general, las observaciones de tránsito deben ser complementadas con medidas de velocidad radial para, de este modo, calcular la masa y determinar la naturaleza planetaria del objeto.

*Para saber más de exoplanetas: http://exoplanet.eu/

Noticia del descubrimiento: https://www.spacetelescope.org/news/heic1817/?lang

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TESS: la búsqueda de exoplanetas cercanos a la Tierra

El telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) es una misión de la NASA y el MIT para la búsqueda de exoplanetas, que será lanzado el 18 de abril de 2018. TESS utilizará cuatro cámaras para explorar todo el cielo. La misión estudiará más de 500.000 estrellas, buscando variaciones en su brillo que indiquen el transito de un planeta. Se prevé que TESS encuentre más de 3.000 candidatos a exoplanetas, que van desde gigantes gaseosos hasta pequeños planetas rocosos. Se espera que alrededor de 500 de estos planetas sean similares al tamaño de la Tierra. Las estrellas monitoreadas por TESS serán entre 30 a 100 veces más brillantes que las observadas por Kepler, haciendo observaciones de seguimiento mucho más fácil.

Utilizando los datos de TESS, y de futuras misiones como el Telescopio Espacial James Webb podremos determinar las características específicas de estos planetas como mediciones refinadas de las masas planetarias, tamaños, densidades y propiedades de la atmósfera, incluyendo si podrían soportar la vida.

El legado de TESS será un catálogo de las estrellas más cercanas y brillantes con exoplanetas en tránsito, que comprenderán los objetivos más favorables para investigaciones detalladas en las próximas décadas.

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Figura: Los tamaños y períodos orbitales de los planetas con estrellas anfitrionas más brillantes que J = 10. Izquierda: Planetas descubiertos actualmente, incluyendo los de las misiones Kepler y CoRoT así como estudios basados en telescopios desde tierra. Derecha: población simulada de detecciones de exoplanetas por el futuro trabajo del telescopio espacial TESS.

Para saber más:

Misión Tess

Universo Blog

Un laboratorio natural donde estudiar la formación de sistemas estelares: Beta Pictoris

A 63 años luz de la Tierra hay un laboratorio natural donde los astrofísicos pueden estudiar la formación de sistemas estelares: es Beta Pictoris, una estrella joven, parecida a nuestra estrella, alrededor del cual gravita el único disco protoplanetario observado directamente, así como cientos de cometas y un planeta gigante.

beta pictoris
La primera detección de Beta Pictoris b se produjo en 2014 gracias al observatorio Gemini Planet Imager. 

El planeta, Beta Pictoris b, es un mundo gaseoso muy caliente con 10 veces la masa de Júpiter, está próximo a un tránsito frente a su estrella madre, los astrónomos están expectantes para poder observar el transito y estudiarlo. El sistema de Beta Pictoris tiene aproximadamente 24 millones de años, y en términos “estrella” es equivalente a un bebé de unas poquitas horas… Al verlo podemos entender, como en una máquina del tiempo, lo que ha pasado en la vida temprana del Sistema Solar. El joven planeta gigante del sistema completa una órbita alrededor de su estrella cada 18-20 años.

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Synestia, un nuevo y “raro” tipo de objeto planetario

Según los científicos planetarios Simon bock de la Universidad de Harvard y Sarah Stewart de la Universidad de California, proponen, un nuevo tipo de objeto planetario bastante curioso, y que aun no se ha encontrado, este tendría forma de rosquilla, formado por roca vaporizada, y como resultado del choque de dos planetas. Y ya tiene un nombre: Synestia (de “syn”, “juntos” y “Hestia”, diosa griega de la arquitectura y las estructuras).
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Créditos:  ucdavis.edu
Las teorías actuales de formación planetaria sostienen que los planetas rocosos como la Tierra, Marte y Venus se formaron a principios de la existencia de nuestro sistema solar chocaron contra objetos más pequeños, es decir mediante sistemas de agregación. Estas colisiones suelen ser violentas y en los cuerpos resultantes los restos se funden y parcialmente se vaporizan, con el tiempo se enfrían y solidifican creando planetas esféricos como los que  conocemos hoy en día.
Pero los investigadores Block y Stewart están particularmente interesados ​​en las colisiones entre objetos giratorios. Un objeto giratorio tiene momento angular, que debe ser conservado en una colisión.  Por tanto esto provocaría estiramiento de las masas generando no un objeto circular, sino un objeto en forma de rosquilla.
Ocurriría en un intervalo de altas temperaturas y de alta cantidad de movimiento angular, los cuerpos del tamaño de planetas podrían formar una nueva estructura mucho más grande, el synestia, Este objeto sería principalmente roca vaporizada, con ninguna superficie sólida o líquida.
La clave para la formación synestia es que algunos de los materiales de la estructura entren en órbita. En una esfera sólida que gire, cada punto desde el núcleo hasta la superficie está girando a la misma velocidad. Pero en un impacto gigante, el material del planeta puede llegar a ser fundido o gaseoso y se expande en volumen. Si se hace lo suficientemente grande y se mueve lo suficientemente rápido, las partes del objeto pasan a la velocidad necesaria para mantener un satélite en órbita, y es entonces cuando se forma una enorme synestia, en forma de disco.
Las teorías anteriores habían sugerido que los impactos gigantes podrían causar planetas para formar un disco de material sólido o líquido que rodea el planeta. Sin embargo, para la misma masa de planeta, un synestia sería mucho más grande que un planeta sólido con un disco.
Para saber más:
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El anillo de la estrella Fomalhaut

Un equipo internacional de astrónomos utilizando el observatorio ALMA han realizado la primera imagen completa en longitud de onda milimétrica del anillo de escombros y polvo que rodea a la joven estrella Fomalhaut. Los datos de alma, de color naranja, revelan el disco de escombros con detalles nunca antes vistos.

alma estrellaEl punto brillante en el centro es la emisión de la estrella, que es aproximadamente el doble de la masa del Sol. Los datos ópticos del telescopio espacial Hubble son los que están en azul. La región oscura es una máscara coronarifica, que filtra la luz. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), M. MacGregor; NASA / ESA Hubble, P. Kalas; B. Saxton (NRAO / AUI / NSF

Cuando se está formando una estrella aparecen discos de gas y polvo alrededor de ella, esto es un claro indicador de que se suelen formar planetas alrededor de las estrellas, por tanto este proceso no es algo peculiar de nuestro sistema planetario, hay muchos más. Ahora con la anterior imagen y los datos obtenidos estamos más cerca de conocer el mecanismo de formación de planetas en estrellas.

plafImagen en varias longitudes de onda de varios telescopios para la estrella Fomalhaut.

Para saber más:

Una anillo entorno a un joven sistema planetario

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Siete exoplanetas del tamaño de la Tierra orbitan la misma estrella.

Siete exoplanetas del tamaño de la Tierra orbitan una pequeña estrella, según se ha descubierto en un estudio de NASA. Los exoplanetas orbitan la pequeña estrella TRAPPIST-1, que se encuentra a tan sólo 39 años luz de la Tierra. Se trata de una estrella enana ultrafría que es sólo un poco más grande que el planeta Júpiter y alrededor de 2.000 veces más débil que nuestra estrella, el Sol.

siete-planetasDiagrama de las órbitas de los mundos TRAPPIST-1, en comparación con los satélites galileanos de Júpiter, Mercurio, Venus y la Tierra. Crédito: ESO / S. Furtak 

Estos siete mundos  son todos más o menos del tamaño de la Tierra. El más pequeño es un 75 por ciento más masivo que la Tierra, mientras que el más grande es sólo un 10 por ciento más pesados que nuestro planeta. Los siete mundos ocupan órbitas cercanas, situada más cerca de TRAPPIST-1 que el planeta Mercurio lo hace del sol. Los periodos orbitales de los seis mundos más cercanos van de 1,5 días a 12,4 días para el planeta más exterior. Los datos recogidos por los distintos telescopios sugieren que los seis planetas interiores son rocosos, como la Tierra.

TRAPENSE-1 es tan fría que su zona de habitabilidad (zona donde podría existir agua líquida) está bastante cerca de la estrella. Modelos realizados por el equipo descubridor de este sistema sugiere que tres de los siete planetas (E, F y G) se encuentran en la zona habitable. Aunque aun hacen falta muchos datos para saber sí podrían albergar vida.
Características de las siete trapenses 1-mundos, en comparación con los planetas rocosos de nuestro sistema solar.
Características de las siete planetas, en comparación con los planetas rocosos de nuestro sistema solar. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Para saber más:
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HAT-P-7b un enorme planeta con vientos de “zafiros y rubíes”

Investigadores de la Universidad de Warwick han encontrado fenómenos meteorológicos extremos en un enorme exoplaneta gaseoso, llamado HAT-P-7-b, tiene vientos muy variables en la zona ecuatorial del planeta que probablemente están  compuestos de “corindón”, el mineral que en la Tierra forma rubíes y zafiros.

rubiesRepresentación artística de HAT-P-7b frente de su estrella. Créditos: NASA, ESA, y G. Bacon (STScI)

Es un planeta gaseoso 16 veces más grande que la Tierra y 500 veces más masivo que la Tierra. Se encuentra a más de mil años luz de distancia de nosotros. La temperatura es espectacular, aproximadamente 2500 ºC, y tiene un movimiento síncrono, es decir siempre tiene un lado hacia su estrella. Las nubes se forman en el lado frío y se evaporan rápidamente en el lado caliente. Estos resultados muestran que el planeta está atravesado por las fuertes corrientes de aire que llevan las nubes desde el lado de la noche eterna al lado del día. Esta es la primera vez que se observa el cambio en el clima en un planeta gigante fuera de nuestro sistema solar.

Para saber más:

HAT-P-7b: An Extremely Hot Massive Planet Transiting a Bright Star in the Kepler Field

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TESS: el futuro de la búsqueda de exoplanetas cercanos a la Tierra

El futuro telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) es una misión de la NASA y el MIT para la búsqueda de exoplanetas. Después de su lanzamiento en el próximo año 2017, TESS utilizará cuatro cámaras para explorar todo el cielo. La misión estudiará más de 500.000 estrellas, buscando variaciones en su brillo que indiquen el transito de un planeta. Se prevé que TESS encuentre más de 3.000 candidatos a exoplanetas, que van desde gigantes gaseosos hasta pequeños planetas rocosos. Se espera que alrededor de 500 de estos planetas sean similares al tamaño de la Tierra. Las estrellas monitoreadas por TESS serán entre 30 a 100 veces más brillantes que las observadas por Kepler, haciendo observaciones de seguimiento mucho más fácil.

Utilizando los datos de TESS, y de misiones como el Telescopio Espacial James Webb podremos determinar las características específicas de estos planetas como mediciones refinadas de las masas planetarias, tamaños, densidades y propiedades de la atmósfera, incluyendo si podrían soportar la vida.

El legado de TESS será un catálogo de las estrellas más cercanas y brillantes con exoplanetas en tránsito, que comprenderán los objetivos más favorables para investigaciones detalladas en las próximas décadas.

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Figura: Los tamaños y períodos orbitales de los planetas con estrellas anfitrionas más brillantes que J = 10. Izquierda: Planetas descubiertos actualmente, incluyendo los de las misiones Kepler y CoRoT así como estudios basados en telescopios desde tierra. Derecha: población simulada de detecciones de exoplanetas por el futuro telescopio espacial TESS.

La misión TESS lanza un concurso para todas las edades y niveles de destreza (menos los menores de 18 años que deben tener el permiso de un padre o tutor legal para poder participar). Se pide un dibujo o bosquejo sobre exoplanetas. Las propuestas ganadoras volarán a bordo de la nave espacial TESS, mientras busca nuevos mundos fuera de nuestro sistema solar. Para descargar los folletos pulsa aquí.

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La fecha límite es el 1 de marzo de 2017, o cuando se alcance la capacidad máxima de la unidad de carga para llevar las presentaciones al espacio.

Para saber más:

Página web de TESS (https://tess.gsfc.nasa.gov/). 

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