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Cartografiando mil millones de estrellas: Gaia

Se han dado los primeros impresionares resultados obtenidos por la sonda espacial Gaia lanzada en diciembre de 2013, y que como retos científicos tiene el cartografiado del 1% de la vía láctea con una precisión sin precedentes, estudios de evolución estelar, evolución de la estructura de la galaxia, estructura del grupo local, detección de planetas extrasolares y cuerpos pequeños del sistema solar, así como aplicaciones de física fundamental y relatividad.

gaiaSatélite Gaia, lanzado en 2013

En su primer año de trabajo efectivo ha realizado el siguiente mapa de la Vía Láctea:

gaia_cielo

Primera imagen realizada por Gaia basada en el primer año de observaciones del satélite, de julio 2014 a septiembre 2015. Se ha publicado el primer catálogo con más de mil millones de estrellas analizadas por el satélite. Se trata de la mayor muestra de objetos de la historia. Con el objetivo de elaborar el mapa tridimensional más detallado de la Vía Láctea, Gaia ha determinado el brillo y la posición exacta en el firmamento de 1.142 millones de estrellas. (Pulsar sobre la imagen para ver los detalles). Créditos: ESA/Gaia/DPAC

con-datos-gaiaImagen con los nombres de varios objetos de la Vía Láctea. (Pulsar sobre la imagen para ver los detalles). Créditos: ESA/Gaia/DPAC

Este mapa muestra la densidad de estrellas observadas por Gaia en cada porción del cielo. regiones más brillantes indican las concentraciones más densas de estrellas, mientras que las regiones más oscuras corresponden a los parches de cielo donde se observan menos estrellas. Las regiones más oscuras en todo el plano galáctico se corresponden con densas nubes de gas y polvo interestelar que absorben la luz de las estrellas a lo largo de la línea de visión. Los dos objetos brillantes en la parte inferior derecha de la imagen son las nubes de Magallanes, dos galaxias enanas que orbitan alrededor de la Vía Láctea. Otras galaxias cercanas también son visibles, sobre todo Andrómeda (M31), el mayor vecino galáctico de la Vía Láctea, en la parte inferior izquierda de la imagen. A continuación de Andrómeda puede apreciarse su satélite, la galaxia del Triángulo (M33).

Un número de artefactos (defectos de imagen) también son visibles en la imagen. Estas características curvas y rayas más oscuras no son de origen astronómico sino que reflejan procedimientos de exploración de Gaia. Como este mapa se basa en observaciones realizadas durante el primer año de la misión, no muestra aun el cartografiado completo. Estos artefactos desaparecerán gradualmente a medida que se incluyan más datos durante la misión, que durará cinco años.

Para más información:

Misión Gaia

-Imagen en alta resolución:  http://sci.esa.int/gaia/58209

-Nature: Detailed map shows Milky Way is bigger than we thought

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Buscando Exoplanetas

Con la tecnología actual podemos encontrar a muchos de estos exoplanetas, en esta entrada aprenderéis de una forma sencilla las técnicas que se utilizan .

Pero…¿Qué es un Exoplaneta?

En el Universo hay otros sistemas planetarios a parte del nuestro, cuando hablamos de un planeta que órbita otra estrella diferente al Sol se le denomina Exoplaneta o Planeta Extrasolar.

La Formación de Sistemas planetarios es normal en la mayoría de las estrellas, por tanto en la inmensa mayoría de las estrellas hay planetas. Nuestro Sistema Solar se formo desde una nube de gas y polvo.CapturaImagen de la formación de un sistema planetario, al proceso de formación se le denomina agregación.

El primer planeta extrasolar descubierto fue por Aleksander Wolszczan, astrónomo polaco, este anunció en 1992 el descubrimiento de 3 objetos sub-estelares de baja masa orbitando el púlsar PSR1257 + 12 mediante la medición de la variación periódica en el tiempo de llegada de los pulsos de radio de un púlsar. Estos fueron los primeros planetas extrasolares descubiertos.

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Los primeros planetas extrasolares alrededor de estrellas de la secuencia principal (parecidos al Sol) fueron descubiertos en la década de 1990, en una dura competición entre equipos suizos y norteamericanos. El primer planeta extrasolar fue anunciado por Michel Mayor y Didier Queloz, del grupo suizo, el 6 de octubre de 1995. La estrella principal era 51Pegasi y el exoplaneta se designó con el nombre 51Pegasi b. Usaron el método de la velocidad radial.

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MÉTODOS DE DETECCIÓN.

Hablaremos de los métodos mas utilizados:

– 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.

CapturaLa 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.

CapturaRecreación 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.

CapturaCurva 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.

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.CapturaLas 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:

Captura     Número de Exoplanetas descubiertos según el método.

Ya sabeis un poco más de la busqueda 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) tendriamos 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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