EXOPLANETAS - Novedades

TRES NUEVAS SOBRE EXOPLANETAS

a)  Sistema triple con planeta caliente.

b)  Joven Exoplaneta jobiano.

c)   Uno altamente excéntrico.

Sistema triple con planeta "hot".

Las imágenes claras y nítidas del sistema de un júpiter caliente tomadas por un físico de la Universidad de Notre Dame han sido vitales para determinar que un planeta nuevo se encuentra en un sistema de tres estrellas, un fenómeno sólo documentado anteriormente en pocas ocasiones.

Ilustración de artista de la vista desde una hipotética luna en órbita en un sistema de tres estrellas. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Justin R. Crepp es parte del equipo que ha descubierto el planeta KELT-4Ab, considerado un júpiter caliente porque se trata de un gigante de gas que está en órbita extremadamente cerca de una de las estrellas de su sistema solar. El telescopio KELT (abreviatura de Kilodegree Extremely Little Telescope) detectó la presencia probable del planeta, ahora llamado KELT-4Ab, a unos 685 años luz de la Tierra. Crepp pudo captar imágenes nítidas y claras del sistema, descubriendo que el planeta de hecho forma parte de un sistema triple de estrellas, de las cuales solo se conocía una hasta ahora.

El KELT monitoriza estrellas brillantes en grandes zonas del cielo, buscando planetas que están en órbitas extremadamente cercanas a sus estrellas. Cuando observaron que la estrella KELT-A perdía brillo cada pocos días, los científicos pensaron que estaban siendo testigos de la presencia de un planeta en órbita. Entonces se le pidió a Crepp que utilizara el telescopio Keck para investigar y tomar fotos, y con ello acabó descubriendo las dos estrellas adicionales.

KELT-4Ab, con cerca de una vez y media el tamaño de Júpiter, está en órbita alrededor de la estrella principal del sistema cada tres días. Pero las otras dos estrellas giran una alrededor de la otra cada 30 años mientras están simultáneamente en órbita alrededor de la estrella principal – y el planeta – una vez cada 4000 años. Hasta ahora sólo se han encontrado 4 planetas en sistemas de tres estrellas.

KELT -4 sistema con un planeta "Júpiter caliente", con tres soles

Cuatro planetas se han encontrado en los sistemas que contienen tres estrellas, y Crepp ha estado involucrado con tres de esos descubrimientos. Él y sus estudiantes descubrieron los dos primeros.

"Estamos tratando de aprender cómo los planetas llegar a sus lugares de descanso final en órbitas alrededor de las estrellas", dice Crepp. "Este descubrimiento tiene implicaciones para nuestra comprensión de la formación planetaria y la evolución."

Crepp dice que hasta mediados de la década de 1990, los científicos creían que los gigantes gaseosos como Júpiter se encuentran lejos de las estrellas que orbitan, al igual que Júpiter en nuestro sistema solar. Pero cuando el primer hot-Júpiter fue descubierto en 1995, se convirtió esas suposiciones sobre sus cabezas.

Desde entonces, Crepp y otros han estado buscando estos "Júpiter calientes" para determinar cómo llegaron allí. Los investigadores creen que la presencia de múltiples estrellas en un sistema podría ser una pista en cuanto a cómo los planetas finalmente se asientan en sus órbitas.

En un proyecto relacionado, Crepp está desarrollando una herramienta que sea capaz de medir el "bamboleo" de las estrellas, ya que gravitacionalmente interactúan con sus planetas. También es parte de una NASA equipo que va pronto a utilizar el Tránsito de Exoplanetas Encuesta Satélite ( TESS ) para encontrar planetas similares a la Tierra orbitando en o cerca de la zona habitable de sus estrellas. TESS se espera poner en marcha en el otoño de 2017.

Exoplaneta jobiano

Un equipo de astrónomos de Carnegie y Western University (Ontario, Canadá) ha descubierto uno de los planetas más jóvenes y brillantes que flota libremente por el espacio en un lugar relativamente cercano al Sol. Con una edad de 10 millones de años, lo que significa que es prácticamente un bebé en la escala de tiempo galáctica, el objeto identificado como 2MASSJ1119–1137 tiene entre cuatro y ocho veces la masa de Júpiter y, por tanto, se encuentra en el rango de masas  que hay entre un planeta grande y una pequeña estrella enana marrón. Utilizando datos del satélite Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de NASA y de otros telescopios instalados en tierra, se pudo identificar 2MASSJ1119–1137 por sus características luminosas únicas, usando una combinación de imágenes ópticas e infrarrojas tomadas en estudios de grandes áreas del cielo.

2MASSJ1119–1137 pertenece al grupo de estrellas más jóvenes del vecindario solar, conocido como la asociación TW Hydrae, que contiene unas dos docenas de estrellas de 10 millones de años de edad. Crédito: David Rodriguez / SCISS / American Museum of Natural History.

“Identificamos 2MASS J1119–1137 por su brillantes inusual”, explica la autora principal de la investigación, Kendra Kellogg. “Emite mucha más luz en la parte infrarroja del espectro de lo que se esperaría si ya hubiese envejecido y enfriado”.

Las observaciones con el telescopio Gemini en Chile permitieron a los investigadores confirmar que 2MASS J1119–1137 es un joven objeto de poca masa, con una edad inferior a los 200 millones de años.  Los datos del espectrógrafo FIRE del Walter Baade de 6.5m del Observatorio las Campanas de Chile permitieron medir la velocidad a lo largo de la línea visual de 2MASS J1119–1137, por el desplazamiento Doppler (es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador) de la luz que emite.

Combinando esta medida con el movimiento por el cielo de 2MASS J1119–1137 los investigadores descubrieron que pertenece al grupo de estrellas más joven que hay en el vecindario del Sol. Este grupo contiene unas dos docenas de estrellas de 10 millones de años de edad, todas moviéndose por el espacio y son conocidas en conjunto como la asociación TW Hydrae. Que se trate de un objeto de solo 10 millones de años de edad indica que es un planeta que flota libremente por el espacio y no está asociado a ninguna estrella.

A una distancia de 95 años luz del Sol, 2MASS J1119–1137 no alcanza, por poco, la corona por ser el análogo de planeta que flota libremente más brillante. El titulo lo posee otro objeto conocido como PSO J318.5−22, descubierto hace tres años. Sin embargo, con una edad de 23 millones de años, PSO J318.5−22 tiene más del doble de la edad de  2MASS J1119–1137 y es más masivo. “Descubrir planetas análogos como 2MASS J1119–1137 y PSO J318.5−22 ofrece una gran oportunidad para estudiar la naturaleza de planetas gigantes fuera del Sistema Solar”, concluye Kellogg, que afirma que los candidatos a planeta flotando libremente son “mucho más fáciles de estudiar que los planetas en órbita alrededor de otras estrellas. Los objetos como 2MASS J1119–1137 están vagando por el espacio solos y nuestras observaciones no se ven afectadas por el brillo de la estrella vecina”.

Altamente excéntrico

Utilizando el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, los científicos del MIT, el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, de la Universidad de California en Santa Cruz, y en otros lugares han observado un exoplaneta de nombre HD 80606b. Este planeta tiene el tamaño de Júpiter aunque es cuatro veces más masivo y reside en un sistema a 190 años luz de la Tierra en la constelación de la Osa Mayor.

Ilustración de artista del exoplaneta HD 80606 b que se distingue de los otros cientos de exoplanetas descubiertos recientemente por su órbita altamente excéntrica. Los investigadores han estudiado cómo cambia la temperatura cuando se acerca, roza y se aleja de su estrella. Cortesía de los investigadores y de JPL.

Lo que distingue a HD 80606 b de los cientos de exoplanetas descubiertos recientemente es su órbita altamente excéntrica. En lugar de conservar un recorrido circular, HD 80606 b pasa unos 100 días de su año siguiendo una ruta alargada, alejándose y regresando hacia su estrella, con una trayectoria muy parecida a la de un cometa. Y entonces, en sólo cuestión de 20 horas, pasa cerca de la estrella, casi rozándola, antes de alejarse de nuevo. En el momento de acercamiento máximo, el planeta recibe una enorme cantidad de energía de su estrella, más de mil veces de la energía que la Tierra recibe del Sol cada día.

Julien de Wit y sus colaboradores han observado HD 80606 b durante más de 85 horas, durante su máximo acercamiento a su estrella. Los investigadores han estudiado cómo cambia la temperatura del planeta mientras se aproxima, roza y se aleja de su estrella. Determinaron que aunque la cara del planeta dirigida de la estrella alcanza unos 1700 ºC durante su máxima aproximación, estas temperaturas abrasadoras duran poco. Sorprendentemente, descubrieron que el planeta se enfría en menos de 10 horas mientras se aleja, alcanzando temperaturas tan frías que se hace invisible para Spitzer durante el resto de su órbita. "Esto ocurre cada 111 días," dice De Wit. "Lo bueno es que el planeta va tan lejos que el proceso es un restablecimiento completo. Es la misma historia una y otra vez ".

Se piensa que los jupiteres calientes empiezan teniendo órbitas circulares parecidas a la de nuestro Júpiter, lejos de sus estrellas. En un momento dado algo grande y masivo como una estrella cercana los empuja llevándolos a órbitas excéntricas. Entonces estos planetas son estrujados por la gravedad de su estrella cada vez que pasan cerca de ella. Durante cada paso cercano una fracción de la energía gravitatoria utilizada para comprimir el planeta se disipa en forma de calor, un proceso conocido como circularización. Por tanto, los investigadores piensan que HD 80606 b se encuentra en mitad de una migración, frenando desde una trayectoria elíptica a una circular.

Fuente

LIADA

NASA/JPL-Caltech.

Justin Crepp

University of Notre Dame / The Astronomical Journal.

Carnegie Science (Canada) / The Astrophysical Journal Letters

David Rodriguez / SCISS / American Museum of Natural History.