PlanetQuest: Únete a la búsqueda de Planetas Extrasolares

Por :Ramón Sanromà Aragonés

¿Alguna vez has deseado descubrir un nuevo mundo?

Por Laurance R. Doyle, Instituto SETI

Esto es lo que planeamos que la gente haga con PlanetQuest, un salva pantallas de computación distribuida que permitirá a cualquiera encontrar planetas extrasolares en su ordenador. Como el venerable SETI@home, pero distinto del nuevo programa generador de sistemas planetarios del proyecto OKLO en UC Santa Cruz, PlanetQuest permitirá a los usuarios descubrir planetas reales alrededor de otras estrellas usando 4 diferentes técnicas de detección. (Por cierto, también existe una misión de la NASA llamada PlanetQuest. Los dos PlanetQuest son diferentes, pero compartimos el objetivo educativo común de promover el entusiasmo por la detección de planetas).

La primera técnica de detección de planetas que PlanetQuest usará es el método de tránsito. A veces la órbita de un planeta se alinea de tal modo que se mueve cruzando su estrella creando una sombra, o tránsito. Para una estrella de tamaño solar, el brillo cae alrededor de un 1% durante unas tres horas si el planeta tiene el tamaño de Júpiter y orbita muy cerca de la estrella (con un “año” de alrededor de una semana). Cuando un planeta se mueve frente una estrella, la caída de luz es periódica, y bastante fácil de reconocer. Una dificultad del método de detección por tránsito es, sin embargo, que las estrellas (como las bombillas) son más brillantes en el centro que en los bordes (y también más azules – calientes – en el centro). Esto se llama “oscurecimiento de limbo”. Ello quiere decir que cuando un planeta en tránsito se mueve cruzando el centro de la estrella, el bloqueo de luz puede incluso parecer que se trata de dos estrellas eclipsándose, justo rozando sus bordes externos la una a la otra. Alrededor de dos de cada tres sucesos parecidos a tránsitos son binarias eclipsando rozándose en lugar de planetas en tránsito, por tanto uno debe averiguar si la estrella observada es o no una doble estrella.

Una especialización del método de tránsito es la detección de tránsitos cruzando sistemas binarios de estrellas que se eclipsan ellas mismas. Esto puede resultar bastante engañoso ya que, en muchos casos, no puede discernirse si el planeta se mueva cruzando dos estrellas o si las dos estrellas se mueven tras el planeta mientras ellas orbitan la una a la otra. Esto produce una señal predecible pero no periódica que muchas veces no se parece en nada a un tránsito. El oscurecimiento y el brillo no serán regulares y su acaecimiento será, generalmente, no se repetirá de la misma manera porque las estrellas y el planeta en tránsito estarán en diferentes lugares de sus órbitas cuando el planeta se sitúe de nuevo al frente. La aproximación de PlanetQuest a este problema es usar un filtro de coincidencia que comparará todos los posibles modelos de tamaños de planeta y órbitas con las observaciones. Esto supone una enorme cantidad de tiempo computacional, por lo que es una oportunidad perfecta para que el público pueda participar mediante la computación distribuida.

La segunda técnica de detección que PlanetQuest utilizará será el método de tiempo mínimo de eclipse de una binaria. Éste método se sustenta en el hecho que los eclipses de estrellas binarias, mientras se mueven una frente a la otra, son esencialmente una especie de “reloj” que da la marca horaria de las observaciones. Miramos la luz de las estrellas (tomamos imágenes de ellas) y registramos el tiempo exacto. (La gráfica del brillo de la estrella mientras varia con el tiempo se llama la “curva de luz” de la estrella). Tenemos que hacer correcciones por cosas tales como donde se encuentra la Tierra en su órbita en el momento de las observaciones, por lo que generalmente trabajamos con tiempo “heliocéntrico” – el tiempo en el centro del Sol – cuando ocurre el eclipse. De esta manera no debemos ir corrigiendo el tiempo de viaje de la luz cruzando el Sistema Solar hacia la Tierra.

Este método podrá detectar planetas circum-binarias de la masa de Júpiter o mayores porque esos planetas desplazarán las dos estrellas oscurecidas (como un columpio) mientras las orbitan. El desplazamiento de las dos estrellas debido a la órbita del planeta alrededor de ellas será detectable porque los eclipses serán tempranos o tardíos, dependiendo de la dirección del desplazamiento. Los PlanetQuestores podrán también detectar planetas de la masa de Júpiter que ni siquiera deben estar orbitando a través del disco de las dos estrellas.

El tercer método de detección es el método de detección de planetas por lente gravitacional. Cuando hay un alineamiento muy próximo entre dos estrellas, la estrella de delante puede curvar la luz de la estrella de detrás debido a la curvatura del espacio-tiempo, de acuerdo con la relatividad general. Cualquier planeta en la estrella del primer plano también puede curvar algo la luz (por un corto tiempo) y entonces ser también detectable. Puesto que los datos para éste método de detección son los mismos que pata la detección de tránsitos en oscurecimiento de estrellas binarias (abertura de campo, imágenes de campo de aglomerados de estrellas), también debemos poder detectar planetas usando éste método. Las estrellas, sin embargo, brillarán en lugar de oscurecerse. Uno puede distinguir, por ejemplo, una llamarada estelar de un evento de lente gravitacional porque las lentes gravitacionales serán acromáticas – es decir, de ningún color. A la curvatura espacio-temporal no le afecta cual es el color que tienen las ondas electromagnéticas de luz mientras que las fulguraciones estelares, por ejemplo, son más brillantes en el ultravioleta que en la luz roja.

Finalmente, PlanetQuest usará un nuevo tipo de detector SETI (búsqueda de inteligencia extraterrestre) que complementará los proyectos SETI existentes. Todas las búsquedas SETI hasta la fecha (hasta donde el autor conoce) están destinadas a detectar la naturaleza de la propia señal, en lugar de su contenido. En el caso de radio SETI, se detecta una onda portadora de radio de banda estrecha, y en el caso del SETI óptico se detecta un pulso de un nanosegundo. En nuestra aproximación, clasificamos las señales y generamos una distribución de la frecuencia de aparición de las señales. Entonces la comparamos con la frecuencia de aparición de comunicaciones inteligentes conocidas (este campo de estudio es conocido como “teoría de la información”). Si hay una coincidencia cercana entonces observamos la estructura de las señales y su dependencia mutua. Por ejemplo, si uno graba bebés balbuceando e intenta encontrar una conexión (sintaxis) dentro del mensaje, no encontrará tal estructura. Pero sabemos que si grabamos las vocalizaciones de un adulto humano, hay reglas gramaticales y sintácticas que fuerzan a ciertas palabras a aparecer en ciertos momentos con relaciones entre ellas. Esto es lo que nos permite rellenar las palabras perdidas de una copia donde el copiador tenia el tono bajo y se habían perdido partes del texto. Hemos aplicado extensamente este método a vocalizaciones de ardillas terrestres, monos ardilla, delfines, ballenas jorobadas y humanos, hasta ahora. Si se recibe una señal extraterrestre – si ellos están transmitiendo información – entonces ellos también deberán obedecer estas reglas de la teoría de la información.

Nosotros en PlanetQuest ya hemos completado las observaciones en el Observatorio Siding Spring en Australia y nuestro segundo año de observaciones en el Lick Observatory en la UC en California, y estamos ultimando la prueba alfa del software para iniciar nuestras primeras pruebas de todo el sistema. Llamamos la combinación de nuestro motor de búsqueda y materiales educativos el “PlanetQuest Collaboratory” (“Colaboratorio PlanetQuest”) y esperamos que puedas unirte a la búsqueda. Cada PlanetQuestor descubrirá algo – la naturaleza de una estrella, o un nuevo planeta, o muchas otras posibilidades – y será acreditado por este descubrimiento en el catálogo PlanetQuest, que será accesible en línea. Así que, consulta nuestro sitio web y suscríbete al boletín de PlanetQuest. Y pronto también podrás unirte a los astrónomos profesionales en el descubrimiento de mundos totalmente nuevos por tu cuenta.