viernes, 14 de noviembre de 2008

Exoplanetas V- Sistema Fomalhaut



Ya estamos aquí de nuevo.


Teóricamente iba a comenzar este post con el exosistema Upsilon Andromedae, situado a 43,9 años luz. Pero aprovecho una noticia reciente de spacetelescope en la que se comenta que han observado directamente, por primera vez, con una cámara un sistema extrasolar. Recordemos que hasta ahora los descubrimientos de exoplanetas se hacen de varias maneras indirectas: midiendo el cambio de velocidad radial de la estrella (cambio provocado por la presencia de un planeta cercano), cambios en la luminosidad y el espectro de la estrella provocados por un tránsito planetario (cuando el planeta eclipsa parcialmente a la estrella desde nuestra línea de visión), etc.
Pero en esta ocasión hay observación directa.

Primero pondré una traducción de las mías del artículo:

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13-Nov-2008: El telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA, ha tomado su primera foto en espectro de luz visible de un planeta orbitando otra estrella.

Con una masa estimada no mayor a tres veces la masa de Júpiter, el planeta, llamado Fomalhaut b, orbita la brillante y austral estrella Fomalhaut, localizada a unos 25 años-luz en la constelación de Piscis Austrinus (Pez Austral).

Fomalhaut ha sido un candidato para la búsqueda de planetas extrasolares desde que fue descubierto un exceso de polvo alrededor de la estrella en los 80 por el US- UK-Dutch IRAS (Satélite de Astronomía de InfraRojos).
En 2004, la cámara de reconocimiento de alta resolución produjo la primera imagen en la zona espectral de luz visible de un gran cinturón de polvo rodeando Fomalhaut. Se muestra claramente que esta estructura es en realidad un anillo de escombros proto-planetarios con un borde interior afilado y de unos 34.500 millones de kilómetros de anchura (unas 230 veces mayor que la distancia que separa la Tierra del Sol).

Este disco es similar al cinturón de Kuiper que rodea nuestro sistema solar y contiene un rango de objetos que abarca desde rocas de hielo hasta cuerpos gigantes conocidos como "planetas enanos" como Plutón (recientemente degradado de Planeta a planeta enano, otros ejemplos de planetas enanos de nuestro Sistema Solar son Quaoar, Varuna o Sedna).

El astrónomo del Hubble, Paul Kalas, de la universidad de California, Berkeley (USA) y los miembros del equipo propusieron en 2005 que el anillo estaba siendo alterado gravitacionalmente por un planeta situado entre la estrella y el borde interior del anillo. Ya había evidencias de esto, aunque circunstanciales, ya que el anillo está un poco descentrado con respecto a la estrella. Además, el afilado borde interior del anillo es consistente con la presencia de un planeta que "pastorea" gravitacionalmente los objetos del anillo.
Investigadores independientes han alcanzado conclusiones similares.

Ahora, el Hubble ha fotografiado una fuente puntual de radiación situado a unos 3000 millones de km dentro del borde interior del anillo. Se informó sobre los resultados en el número del 14 de Noviembre de la revista Science.

"Nuestras observaciones del Hubble eran increíblemente difíciles, ya que Fomalhaut b es mil millones de veces más débil que la estrella. Empezamos este programa en 2001, y nuestra persistencia fue recompensada finalmente." Dijo Kalas.

"Después del inesperado descubrimiento del anillo de polvo en Fomalhaut, hemos encontrado ahora un exoplaneta en la localización sugerida por el análisis de la forma del anillo de polvo. La lección para los cazadores de exoplanetas es: 'Sigue al polvo'", dijo el miembro del equipo Mark Clampin de la NASA Goddard Space Flight Center.

Observaciones tomadas durante 21 meses por el Hubble muestran que el objeto se está moviendo a lo largo de una trayectoria alrededor de la estrella, y también, que está ligada gravitacionalmente a ella. El planeta está a unos 17000 millones de km de distancia de la estrella, unas 10 veces la distancia que separa a Saturno de nuestro Sol.
El límite superior de masa estimado de unas tres veces la masa de Júpiter está limitado por el aspecto del anillo de Fomalhaut, ya que si el planeta fuera más masivo, distorsionaría el anillo y el efecto sería observable en su estructura.
"Le llevó varios meses de análisis y modelado teórico al equipo científico para determinar que Fomalhaut b no puede ser más que tres veces más masivo que Júpiter. Un poco más masivo y su gravedad podría destruir el vasto anillo de polvo que rodea a la estrella". Dijo Kalas.
Numerosas simulaciones por ordenador muestran que los discos circunestelares deben ser alterados gravitacionalmente por el tirón de uno o más planetas no visibles. El anillo de Fomalhaut tiene un afilado borde interior que se debe a la influencia gravitacional del planeta. El borde interior del cinturón de Kuiper de nuestro sistema Solar está deformado de forma similar debido a la presencia de Neptuno.

El planeta es más brillante de lo esperado en un planeta de unas tres veces la masa de Júpiter. Una posibilidad es que dicho planeta posea un anillo rico en hielo parecido al de Saturno que reflejaría más luz procedente de la estrella. El anillo podría, eventualmente, formar lunas. El tamaño estimado del anillo del planeta es comparable con la región de Júpiter que es "rellenada" con las órbitas de sus cuatro grandes satélites.

Debido a que el sistema Fomalhaut tiene solamente unos 200 millones de años de antigüedad, el planeta aún podría mostrar trazas de radiación en el espectro infrarrojo, ya que aún debería estar emitiendo calor debido a la contracción gravitatoria. Sin embargo, observaciones realizadas por telescopios terrestres en longitudes de onda del infrarrojo aún no han detectado el planeta. Esto también impone un límite superior de masa al planeta, ya que cuanto mayor es el planeta, más caliente y brillante se vuelve.

Kalas y su equipo usaron primero el Hubble para fotografiar Fomalhaut en 2004 y realizaron su inesperado descubrimiento del anillo de materia, el cual dispersaba un poco la lus de la estrella. Al mismo tiempo notaron algunas débiles fuentes de luz como candidatos a planetas. Una imagen de seguimiento tomada en 2006 mostraba que uno de esos objetos se movía al unísono con Fomalhaut a través del espacio, pero cambiaba su posición relativa correspondiéndose con una órbita de 872 años según las leyes de Kepler de movimiento planetario.

Fomalhaut cruza el cielo al ritmo de 0.425 segundos de arco por año, que es la anchura aparente de una moneda de 1 Euro vista a una distancia de 12 kilómetros.
El planeta mostró un misterioso debilitamiento de su luz en un factor de 1.5 en las observaciones llevadas a cabo entre los años 2004 y 2006. Esto podría significar la presencia de una cálida atmósfera calentada por células de convección en el joven planeta. O podría proceder de gas caliente de los límites interiores de un anillo alrededor del planeta.
El planeta pudo haberse formado en su posición dentro del anillo circunestelar mediante "barrido gravitatorio" de gas. O pudo haber migrado mediante una suerte de "juego de billar" gravitacional, donde pudo intercambiar momento angular con cuerpos planetarios menores. Es comúnmente creído que los planetas Urano y Neptuno migraron hasta sus posiciones actuales después de formarse en órbitas más cercanas al Sol, y que interactuaron gravitacionalmente con otros cuerpos menores.

Fomalhaut es mucho más caliente que nuestro Sol y unas 16 veces más brillante. Esto significa que su sistema planetario podría estar escalado de una manera proporcional, siendo su cinturón de materia proporcionalmente mayor que nuestro cinturón de Kuiper. A su vez, las órbitas de los planetas podrían estar igualmente escaladas. Por ejemplo, la "zona helada" de nuestro sistema Solar- zona situada dentro de la distancia en la que el hielo y otros elementos volátiles no se evaporan-se extiende hasta los 800 millones de km aprox. Sin embargo, para la caliente Fomalhaut, esta zona se extendería hasta unos 3000 millones de km de la estrella.
Fomalhaut está quemando hidrógeno a una tasa tan rápida que se apagará en tan solo unos 1000 millones de años, que es 1/10 veces la vida de nuestro Sol. Esto implica que hay pocas posibilidades de que la vida avanzada (en caso de poseerla) pueda prosperar lo suficiente como para poder habitar los planetas que el sistema podría tener.

Las observaciones futuras intentarán ver al planeta en el espectro de infrarrojos y buscarán cualquier evidencia de nubes de vapor de agua en su atmósfera. Esto podría proporcionar pistas sobre la evolución de planetas "recién -nacidos" de unos 100 millones de años de edad. Futuras medidas astrométricas de la órbita del planeta proporcionarán la precisión suficiente para proporcionar un dato más preciso sobre la masa del planeta.

El telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA, planificado para lanzarse por la ESA en 2013, estará capacitado para realizar observaciones coronográficas de Fomalhaut en la parte cercana y media del infrarrojo. JWST podrá capturar otros planetas en el sistema y escanear la zona interna del anillo de polvo en busca de estructuras anulares como cinturones de asteroides.
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Bueno, hasta aquí llega el artículo.
Aquí podemos ver algun
as fotos. Primero ésta foto explicatoria. El punto central es artifical, sólamente se pone para revelar la situación de la estrella. Era necesario "apagarla" para poder ver la estructura del anillo próximo:



Aquí un detalle del cambio de posición del planeta:


Y una foto de la estrella Fomahaut:

2 comentarios:

joakin dijo...

Me pregunto si el número de planetas que puedan descubrirse ahora crecerá de forma exponencial en la medida que el progreso tecnológico permita descubrirlos. Desde luego, la Astronomía acabará completamente con la visión egocéntrica que siempre hemos tenido del Universo y la Naturaleza.

Juanma dijo...

Yo creo que los descubrimientos de planetas extrasolares comenzarán a ser algo muy habitual, precisamente esta tarde he leido sobre un nuevo descubrimiento "visual" con un telescopio terrestre de un sistema multiplanetario (quizás abra un nuevo post sobre eso). Estos descubrimientos serán tan habituales que ya no serán noticia y formarán parte solo de las personas dedicadas o aficionadas a estos temas, de hecho, el apartado que se le dedica ya en los diarios digitales es muy escaso, una fotillo pequeña en un rinconcillo y poco más. De los más de 300 mundos extrasolares descubiertos solo se habrán publicado unas cuantas noticias. Una pena.