Exoplanetas

Planetas extrasolares

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La vida en otros planetas ha sido una búsqueda que ha motivado a los seres humanos desde los orígenes de la humanidad. ¿Estamos sólos en el Universo?, existe alguna forma de vida en algún otro lugar?, han sido preguntas que han intrigado a los científicos por décadas. Los primeros planetas extrasolares descubiertos abrieron una interesante oportunidad de finalmente perseguir la respuesta a alguna de estas preguntas fundamentales.

Astrónomos han creado astutas técnicas para detectar planetas extrasolares. En la mayoría de los casos, éstas técnicas se basan en la influencia que ejerce el planeta sobre la estrella que orbitan. Estas técnicas han permitido el descubrimiento de varias centenas de planetas extrasolares a la fecha (para un número más reciente visite exoplanet.eu).

En pocas palabras, algunas formas de detectar planetas extrasolares son:

Medidas de velocidad radial

Debido a la mutua interacción gravitacional entre el planeta y la estrella, la velocidad radial estelar cambia debido al movimiento de la estrella alrededor del centro de gravedad del sistema. Cambios en las líneas espectrales mostrarán un pequeño corrimiento Doppler (la estrella aparecerá que se aleja o acerca al observador). Medidas de estos cambios de velocidad radial permiten confirmar o descartar la presencia de planetas. Medidas de velocidad radial permiten estimar el período orbital y la eccentricidad, pero sólo una mínima masa del planeta debido a la inclinación desconocida del sistema.

Astrometría

Una estrella con un planeta orbita alrededor del centro de masa del sistema. Si la posición de la estrella es medida muy precisamente a lo largo del tiempo es posible modelar la órbita y descubrir al planeta que perturba el movimiento de la estrella.

Imagen Directa

Luz estelar reflejada en un planeta puede ser fotografiada directamente. Para probar que el objeto está realmente asociado a la estrella, medidas de movimiento propio común son necesarias.

Microlensing

Cuando un objeto masivo de campo pasa cerca de la línea de visión de una fuente estelar en el fondo, es posible observar la desviación y magnificación de la emisión del objeto de fondo debido al potencial gravitatorio del objeto de campo. Si el lente en el campo es una estrella con un planeta, la presencia del planeta puede ser detectada debido a la pequeña perturbación en la curva de luz de lensing. La técnica de microlensing permite acotar el cuociente entre la masa del planeta y la masa estelar.

Tiempos de un Pulsar

Los pulsares emiten ondas de radio cuyos tiempos de llegada pueden ser medidos muy precisamente. Debido a la rotación precisa del pulsar, pequeños cambios en la llegada de los pulsos de radio pueden ser usados para definir su movimiento. Si hay un planeta orbitando el pulsar, éste interactuará gravitacionalmente con él y por lo tanto, influenciará su órbita. Este método es tan sensible, que es capaz de detectar planetas tan pequeños como una décima de la masa de la Tierra.

El método de tránsito

Es una técnica muy interesante para detectar planetas extrasolares y tiene más ventajas comparadas con las otras técnicas. Cuando un sistema es observado a lo largo del plano orbital es posible detectar cambios periódicos en la luz estelar debido a eclipses producidos por posibles planetas. Un sistema en tránsito permite estudiar varias propiedades importantes del sistema como período, eje semimayor, radio y masa planetarios y por lo tanto también densidad planetaria, lo que NO es posible de determinar con otros métodos. Adicionalmente, durante el tránsito del planeta la luz de la estrella se filtra a través de la atmósfera del planeta y características atmosféricas de moléculas y átomos son impresos en el espectro de transmisión, que permiten la caracterización de atmósferas de planetas extrasolares y hacen posible la búsqueda de señales de vida en estos mundos. En resumen, para sistemas en tránsito es posible estudiar la composición química, estructura interna, formación y evolución de sistemas planetarios. Por lo tanto, el método de tránsito ha probado un gran valor científico dando acceso a una valorable lista de parámetros astrofísicos.

Actualmente, estamos realizando una campaña para monitorear algunos interesantes, no completamente estudiados planetas en tránsito, usando varios telescopios en Chile, incluyendo el sistema IRIS. Estos estudios ayudarán a mejorar el conocimiento de sistemas planetarios.

Miembro de la facultad activo en esta disciplina: Maximiliano Moyano