Exoplanetas - Novedades

Guía para la búsqueda de vida  exoplanetaria.

Una nueva estrategia que pretende maximizar las posibilidades de identificar planetas en órbita alrededor de estrellas cercanas que alberguen vida se concentra en crear una lista completa de moléculas que podrían estar presentes en las atmósferas de estos exoplanetas. Los gases bioindicadores, emitidos por formas de vida exoplanetaria, podrían ser detectados remotamente con telescopios espaciales, pero estos gases podrían tener composiciones bastante diferentes a las de los de la atmósfera terrestre, según un nuevo estudio.

Los astrónomos pueden estudiar la luz estelar que se filtra a través de las atmósferas de los exoplanetas, buscando señales de moléculas que puedan ser indicadoras de la presencia de vida.(NASA, ESA y A. Feild (STScI)).

S. Seager, W. Bains, y J.J. Petkowski, MIT (Cambridge, USA) y Rufus Scientific (Cambridge, U.K.), proponen que todas las potenciales moléculas volátiles y estables deberían de ser consideradas como posibles gases bioindicadores. En su trabajo, los investigadores establecen las bases para identificar tales gases llevando a cabo una búsqueda masiva de moléculas con seis o menos átomos que no sean de hidrógeno.

“Este trabajo me recuerda el viaje de Darwin a bordo del Beagle, explorando la vasta diversidad de la vida navegando alrededor del mundo”, explica Nancy Y. Kiang, de NASA. “En la búsqueda de vida fuera de nuestro planeta, nos encontramos actualmente en una fase igual de emocionante, todavía inicial pero evolucionando rápidamente, de exploración a medida que se acelera el descubrimiento de exoplanetas. En lugar de pescar criaturas extrañas del fondo del mar, los autores han buscado y encontrado miles de curiosas moléculas de gas potencialmente bioindicadoras. Éstas inspirarán un nuevo corpus de investigación para identificar también moléculas mayores, investigando su origen y destino, y su expresión potencial en exoplanetas como señales de vida”.

Cuarteto de exoplanetas en complicada danza.

Los cuatro planetas del sistema de estrellas Kepler-223 parecen tener poco en común con los planetas del Sistema Solar de la Tierra. Y a pesar de ello, un nuevo estudio demuestra que el sistema Kepler-223 está atrapado en una configuración orbital que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno podrían haber roto al principio de la historia del Sistema Solar.

Los cuatro planetas gaseosos son mucho más masivos que la Tierra y se encuentran en órbita muy cerca de su estrella, más cerca que Mercurio del Sol. Sus órbitas se encuentra enlazadas siguiendo un patrón preciso, haciendo que nos preguntemos si los gigantes de gas de nuestro Sistema Solar escaparon de algún modo a una configuración similar en el pasado lejano.

Estas animaciones muestran aproximadamente 200 000 años de evolución orbital del sistema planetario de Kepler-223. Las interacciones con el disco de gas y polvo en el que se formaron hace que sus órbitas se encojan hacia su estrella con el paso del tiempo, a ritmos diferentes. Cuando dos planetas alcanzan un estado de resonancia, se influyen mutuamente con gran intensidad. Incluso aunque los planetas siguen moviéndose hacia la estrella, lo hacen manteniendo la resonancia. También hacen que sus respectivas órbitas cambien de casi circulares a elípticas. Fuente: Universidad de Chicago.

Los cuatro planetas gaseosos son mucho más masivos que la Tierra y se encuentran en órbita muy cerca de su estrella, más cerca que Mercurio del Sol. Sus órbitas se encuentra enlazadas siguiendo un patrón preciso, haciendo que nos preguntemos si los gigantes de gas de nuestro Sistema Solar escaparon de algún modo a una configuración similar en el pasado lejano.

Sean Mills, director del estudio, junto con sus colaboradores, utilizó datos del telescopio Kepler de NASA para analizar cómo los cuatro planetas bloquean la luz de la estrella y cambian las órbitas de los demás, infiriendo de este modo los tamaños y masas de los planetas. El equipo realizó simulaciones numéricas de migración planetaria que generan la arquitectura actual de este sistema, similares a la migración que se sospecha que sufrieron los gigantes de gas del Sistema Solar. La configuración orbital del Sistema Solar parece haber evolucionado desde su nacimiento hace 4600 millones de años. Los cuatro planetas del sistema mucho más antiguo de Kepler-223, sin embargo, han mantenido una única configuración orbital durante mucho más tiempo.

Los planetas de Kepler-223 son mucho mayores que la Tierra, y consisten en un núcleo sólido y una envoltura de gas, completando órbitas alrededor de su estrella en periodos que varían desde solo 7 días a 19 días. Los astrónomos llaman a estos planetas subneptunos. Son el tipo más común de planeta conocido en la Galaxia.

Los planetas de Kepler-223 también están en resonancia. Esto ocurre cuando, por ejemplo, cada vez que uno de ellos completa una órbita alrededor de su sol, el siguiente ha completado dos. Las lúnas de Júpiter, donde fue descubierto este fenómeno, están en resonancia. Los dos planetas más interiores de Kepler-223 están en una resonancia 4:3. El segundo y el tercero están en una resonancia 3:2 y el tercero y cuarto  están en una resonancia 4:3. Los astrónomos habían observado sistemas extrasolares que tienen dos o tres planetas en resonancia, pero no cuatro.

Planetas escondidos tras viejas estrellas rojas.

Astrónomos de la Universidad de Cornell buscan planetas donde florezca la vida en las cercanías de estrellas gigantes rojas viejas, en su “zona habitable”, la región alrededor de la estrella en la que el agua sobre la superficie del planeta es líquida y pueden detectarse señales de vida remotamente con telescopios. “Cuando una estrella envejece y aumenta de brillo, la zona habitable se desplaza hacia el exterior y estás básicamente dando una nueva vida al sistema planetario”, comenta Ramsés M. Ramírez, autor principal del estudio. “Actualmente, los objetos de estas regiones exteriores están congelados en nuestro sistema Solar, como Europa y Encélado, lunas en órbita alrededor de Júpiter y Saturno”.

Las estrellas amarillas normales como nuestro Sol, se convierten en gigantes rojas después de varios miles de millones de años. Cuando lo hacen, la zona habitable planetaria cambia, y Lisa Kaltenegger y Ramses Ramírez las están buscando. Crédito: Wendy Kenigsburg.

Dependiendo de la masa de la estrella original, los planetas y sus estrellas permanecen en esta zona habitable de la gigante roja hasta 9000 millones de años. La Tierra, por ejemplo, ha estado en la zona habitable de nuestro Sol durante 4500 millones de años, y ha florecido con distintas iteraciones de la vida. Sin embargo, en unos pocos miles de millones de años nuestro Sol se convertirá en una gigante roja, tragando Mercurio y Venus, convirtiendo la Tierra y Marte en planteas rocosos ardientes, y calentando mundos lejanos como Júpiter, Saturno y Neptuno y sus lunas, en una nueva zona habitable de la gigante roja. “Para estrellas como nuestro Sol, estos planetas descongelados podrían seguir calientes hasta 5000 millones de años. No es una cantidad pequeña de tiempo”, señala Ramírez. Dijo Lisa Kaltenegger: "En un futuro lejano, estos mundos podrían llegar a ser habitable alrededor de pequeños soles de color rojo para miles de millones de años, tal vez incluso de comenzar la vida, al igual que la Tierra. Eso me hace muy optimista de las posibilidades de vida en el largo plazo ". Ambos investigadores pertenecen al staff de Cornell University Group y esta investigación fue apoyada por la Fundación Simons y por el Instituto Carl Sagan.

Un planeta o más escondidos en HD 8799.

Un equipo de astrónomos ha obtenido, con el observatorio en radio  Atacama Large Millimeter - submillimeter Array (ALMA) de Chile, la primera imagen en alta resolución del cinturón de cometas (una región análoga al Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar) alrededor de HR 8799, la única estrella donde se han tomado imágenes directas de varios planetas. La forma de este disco polvoriento, en particular su borde interior, es sorprendentemente inconsistente con las órbitas de los planetas, lo que sugiere que o bien han cambiado de posición con el tiempo o hay por lo menos un planeta más en el sistema todavía por descubrir.

“Estos datos nos permiten realmente ver el borde interior de este disco por primera vez”, explica Mark Booth, de la Pontificia Universidad Católica de Chile y director del estudio. “Estudiando las interacciones entre los planetas y el disco, esta observación nueva demuestra que o los planetas que hemos visto tenían órbitas distintas en el pasado, o que hay por lo menos un planeta más en el sistema que es demasiado pequeño para haber sido detectado ya”.

Imagen de ALMA de la estrella HR 8799 (centro) y sus alrededores. La caja triangular muestra la estrella y los cuatro planetas que aparecen en las imágenes. La nueva imagen del disco, con las irregularidades no observadas anteriormente, se muestra en azul. Crédito: Credit: Booth et al., ALMA (NRAO/ESO/NAOJ).

El disco, que ocupa una región de entre 150 y 420 veces la distancia del Sol a la Tierra, está producido por las continuas colisiones de cuerpos cometarios en las regiones exteriores de este sistema de estrellas. ALMA pudo tomar imágenes de la emisión en radio originada por partículas de escombros de milímetros de tamaño. Según los investigadores, las pequeñas dimensiones de estos granos de polvo sugieren que los planetas del sistema son mayores que Júpiter.

HR 8799 es una estrella joven con aproximadamente 1.5 veces la masa del Sol, situada a 129 años luz de la Tierra, en dirección a la constelación de Pegaso. “Se trata de la primera vez que tomamos imágenes de un sistema coon varios planetas y polvo en órbita, permitiendo comparar directamente con la formación y dinámica de nuestro propio Sistema Solar”, explica Antonio Hales, coautor del estudio.

No está claro si esta diferencia se debe a la baja resolución de las observaciones anteriores o porque diferentes longitudes de onda son sensibles a los diferentes tamaños de grano, que se distribuyen de forma ligeramente diferente. HR 8799 es una estrella joven de aproximadamente 1,5 veces la masa del Sol, situado 129 años luz de la Tierra en la dirección de la constelación de Pegaso .

"Esta es la primera vez que un sistema multi-planeta con el polvo que orbita se forma la imagen, lo que permite una comparación directa con la formación y la dinámica de nuestro propio Sistema Solar", explica Antonio Hales, co-autor del estudio de la astronomía Radio Nacional Observatorio en Charlottesville, Virginia, en los Estados Unidos.

Descubren un planeta gigante alrededor de una joven estrella.

El planeta similar a Júpiter llamado CI Tau b está en órbita alrededor de una estrella de solo 2 millones de años de edad, tan joven que todavía retiene un disco circunestelar de gas y polvo, contradiciendo la idea de que los planetas más grandes tardan más en formarse.

“Durante décadas se ha aceptado que los planetas grandes, con masas similares a la de Júpiter, tardan al menos 10 millones de años en formarse”, comenta Christopher Johns-Krull, director del estudio. “Esto ha sido puesto en duda durante la última década, y se han ofrecido muchas ideas nuevas, pero el fondo de la cuestión es que necesitamos identificar varios planetas recién formados alrededor de estrellas jóvenes si queremos entender completamente la formación de planetas”.

CI Tau b es por lo menos 8 veces mayor que Júpiter y está en órbita alrededor de una estrella de 2 millones de años de edad a unos 450 años luz de la Tierra en la constelación de Tauro, completando un giro cada nueve días.

“Este resultado es único porque demuestra que un planeta gigante puede formarse tan rápidamente que el gas y polvo sobrantes de la formación de la joven estrella, que quedan rodeando al sistema en un disco, están todavía presentes”, comenta Lisa Prato, de Lowell Observatory. “La formación de planetas gigantes en la parte interior de este disco, donde CI Tau b está situado, tendrá un profundo impacto sobre la región donde planetas terrestres más pequeños están posiblemente formándose también”.

Esta imagen en falso color de un telescopio interferométrico submilimétrica muestra el disco circunestelar de gas y polvo que rodea la estrella Tau CI. (Imagen cortesía de Stephane Guilloteau / Universidad de Burdeos). datos de velocidad radial óptica iniciales desde el Observatorio McDonald confirmaron que un planeta podría estar presente, y el equipo añaden mediciones fotométricas de Lowell y cinco años de observaciones infrarrojas de Hawai, Kitt Peak y McDonald para descartar la posibilidad de que la señal óptica resultante de manchas solares o otro fenómeno de enmascaramiento.

La NASA, la National Science Foundation y el consorcio de Arizona Espacio de Grant apoyó la investigación.

Exoplaneta con buenas perspectivas.

Un planeta a 1.200 años luz de distancia, es un buen candidato para un mundo habitable

Según un quipo de astrónomos, un lejano planeta, conocido como Kepler-62f, podría ser habitable. El planeta, que se halla a 1200 años luz de la Tierra en dirección a la constelación de la Lira, es aproximadamente un 40 por ciento mayor que la Tierra. Con ese tamaño, Kepler-62f está dentro de la clase de planetas que posiblemente son rocosos y tienen océanos, comenta Aomawa Shields, directora del estudio.

La misión Kepler de NASA descubrió el sistema planetario donde se encuentra Kepler-62f en 2013, identificándolo como el más exterior de los cinco planetas en órbita alrededor de una estrella que es más pequeña y fría que nuestro Sol. Para determinar si el planeta podría albergar vida, los investigadores encontraron diferentes escenarios posibles en relación a cómo podría ser su atmósfera y cuál podría ser la forma de su órbita.

Ilsutración de artista de Kepler-62f se encuentra suficientemente lejos de su estrella para que su atmósfera necesite tener una gran concentración de dióxido de carbono para mantener agua líquida sobre la superficie del planeta. Crédito:  NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle.

“Descubrimos que existen múltiples composiciones atmosféricas que le permiten ser suficientemente cálido para tener agua líquida en la superficie”, afirma Shields. “Esto lo convierte en un firme candidato a planeta habitable”.

En la Tierra, el dióxido de carbono constituye un 0.04 por ciento de la atmósfera. Como Kepler-62f está mucho más lejos de su estrella que la Tierra del Sol, necesitaría tener mucho más dióxido de carbono para ser suficientemente cálido para mantener agua líquida en su superficie y evitar que se congele. Shields comenta que, para que el planeta sea habitable de manera consistente durante su año entero, se necesitaría de una atmósfera entre tres y cinco veces más densa que la de la Tierra,y además, compuesta por entero de dióxido de carbono.

“Pero si el planeta no posee un mecanismo para generar mucho dióxido de carbono en su atmósfera para mantener las temperaturas altas, y todo lo que tuviera fuese la misma cantidad de dióxido de carbono que la Tierra, entonces ciertas configuraciones de su órbita podrían permitir que las temperaturas superficiales de Kepler-62f superaran la temperatura de congelación temporalmente, durante una parte de su año”, afirma Shields. “Y esto podría ayudar al deshielo de capas de hielo formadas en otros momentos de la órbita del planeta”.

Fuente

LIADA – Liga Iberoamerica de Astronomía

NASA, ESA y A. Feild (STScI

Universidad de Chicago/Wendy Kenigsburg

Cornell University Group

National Science Foundation/ Arizona Espacio de Grant

NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle