Resumen: (13 de Junio de 2005) Dando un gran paso adelante en la búsqueda de planetas parecidos a la Tierra fuera de nuestro propio sistema solar, un equipo de astrónomos ha anunciado el descubrimiento del más pequeño planeta extrasolar detectado a la fecha. Aproximadamente 7 veces y media el tamaño de la Tierra, y con cerca del doble de radio, pudiera ser el primer planeta rocoso alguna vez encontrado que orbita una estrella normal no muy distinta de nuestro Sol. “Este es el más pequeño planeta extrasolar detectado aún, y el primero de un nuevo tipo de planetas rocosos,” dijo Paul Butler, miembro del equipo.





basado en un informe del Instituto Carnegie.

Estimaciones sugieren que cerca de un cuarto de todas las estrellas tienen planetas. Crédito: NASA/STScl/ESA

Dando un gran paso adelante en la búsqueda planetas parecidos a la Tierra fuera de nuestro propio sistema solar, un equipo de astrónomos ha anunciado el descubrimiento del más pequeño planeta extrasolar detectado a la fecha. Aproximadamente 7 veces y media el tamaño de la Tierra, y con cerca del doble de radio, pudiera ser el primer planeta rocoso alguna vez encontrado que orbita una estrella normal no muy distinta de nuestro Sol.

Todos los otros casi 150 planetas extrasolares descubiertos a la fecha alrededor de estrellas normales han sido más grandes que Urano, un gigante de hielo de casi 15 veces la masa de la Tierra. “Seguimos extendiendo los límites de lo que podemos detectar, y nos estamos acercando cada vez más a encontrar Tierras,” dijo Steven Vogt, miembro del equipo, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California, Campus Santa Cruz.

“Los resultados del día de hoy son un importante paso hacía la respuesta de una de las más profundas interrogantes que la humanidad puede hacer: ¿Estamos solos en el universo?” dijo Michael Turner, Jefe de la Rectoría de las Ciencias Matemáticas y Físicas en la Fundación Nacional para la Ciencia, (NSF, por sus siglas en inglés) que proporcionó parcialmente el financiamiento para la investigación.

La recién encontrada “súper tierra” orbita la estrella Gliese 876, localizada a sólo 15 años luz de distancia, en la dirección de la constelación de Acuario. Esta estrella también cuenta con dos planetas más grandes, del tamaño de Júpiter.

El nuevo planeta vuela alrededor de la estrella en solo dos días, y está tan cerca de la superficie de la misma que su temperatura probablemente pasa de 400 a 750 grados Fahrenheit (200 a 400 grados centígrados) temperaturas parecidas a las de un horno, demasiado calientes para la vida como la conocemos.

No obstante, la habilidad para detectar el pequeño bamboleo que el planeta provoca en la estrella, da confianza a los astrónomos de que podrán detectar planetas rocosos aún más pequeños en órbitas más hospitalarias para la vida.

“Este es el más pequeño planeta extrasolar detectado aún y el primero de un nuevo tipo de planetas terrestres rocosos,” dijo el miembro del equipo, Paul Butler, del Instituto Carnegie de Washington. “Es como el primo mayor de la Tierra.”

El equipo cuantifica una masa mínima para el planeta de 5.9 veces la masa de la tierra, orbitando a Gliese 876 en un periodo de 1.94 días a una distancia de 0.021 unidades astronómicas o UA (AU por sus siglas en inglés), ó a 2 millones de millas.

Aunque el equipo no tiene una prueba firme de que el planeta es rocoso, su pequeña masa le imposibilita retener gas como Júpiter. Otros 3 supuestos planetas rocosos han sido reportados, pero ellos orbitan un púlsar, el intermitente cadáver de una estrella que estalló.

“Este planeta contesta una pregunta ancestral” dijo el líder del equipo Geoffrey Marcy, profesor de astronomía en la Universidad de California, Campus Berkeley. “Hace alrededor de 2000 años, los filósofos griegos Aristóteles y Epicuro debatieron sobre si había otros planetas parecidos a la Tierra. Ahora, por primera vez, tenemos evidencia de un planeta rocoso alrededor de una estrella normal.”

Marcy, Butler, Jack Lissauer astrónomo teórico del Centro de Investigación Ames de la NASA, y el investigador postdoctoral Eugenio J. Rivera de los Observatorios de la Universidad de California/Observatorio Lick en Santa Cruz presentaron hoy sus descubrimientos (Lunes 13 de Junio) durante una conferencia de prensa en la Fundación Nacional para la Ciencia en Arlington, Virginia.

Su investigación conducida en el observatorio Keck en Hawai, fue patrocinada por la Fundación Nacional para la Ciencia, la NASA, la Universidad de California y el Instituto Carnegie de Washington.

Los científicos en el telescopio miden el cambio en la longitud de onda de la luz proveniente de una estrella en el transcurso de días, meses, y años. Esta longitud de onda cambiante es el Efecto Doppler de la luz, resultante de que la estrella orbita un centro común de masa con un planeta de compañía. Crédito: expoplanet.org

Un escrito detallando los resultados fue enviado al Astrophysical Journal. Los coautores del escrito son Steven Vogt y Gregory Laughlin del Observatorio Lick en la Universidad de California, Campus Santa Cruz; Debra Fischer de la Universidad Estatal de San Francisco; y Timothy M. Brown del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica de la Fundación Nacional para la Ciencia en Boulder, Colorado.

Gliese 876 (o GJ 876) es una pequeña estrella roja conocida como una enana M, el tipo más común de estrella en la galaxia. Se localiza en la constelación de Acuario, y con cerca de un tercio de la masa del Sol, es la estrella más pequeña, alrededor de la cual se han encontrado planetas. Butler y Marcy detectaron ahí el primer planeta en 1998; demostró ser un gigante de gas con casi el doble del tamaño de Júpiter. Después, en 2001, reportaron un segundo planeta, otro gigante de gas de casi la mitad de la masa de Júpiter. Los dos se encuentran en órbitas resonantes, el planeta externo tarda 60 días en orbitar la estrella, el doble del periodo del planeta gigante interno.

Lissauer y Rivera han estado analizando información del Keck en el sistema de Gliese 876, para poder hacer un modelo de los inusuales movimientos de los dos planetas conocidos, y hace 3 años encontraron un indicio de que pudiera haber un tercer planeta más pequeño orbitando a la estrella. De hecho, si no hubieran tomado en consideración la interacción resonante entre los dos planetas conocidos, nunca hubieran visto al tercer planeta.

“Teníamos un modelo para los 2 planetas interactuando el uno con el otro, pero cuando observamos la diferencia entre el modelo de 2 planetas y la información actual, encontramos una señal que podría ser interpretada como un tercer planeta,” dijo Lissauer.

Un modelo de 3 planetas cuadraba consistentemente mejor con la información, añadió Rivera. “Pero como la señal de este tercer planeta no era muy fuerte, fuimos muy precavidos en relación a anunciar un nuevo planeta hasta que tuviéramos más información” dijo.

Mejoras recientes al espectrómetro de alta resolución del telescopio Keck (HIRES, por sus siglas en inglés) proporcionaron nueva información crucial. Vogt, quién diseño y construyó el HIRES, trabajó con el personal técnico en los Laboratorios Observatorios Lick en la Universidad de California Campus Santa Cruz para mejorar los detectores del DAC (Dispositivo Acoplado de Carga, CCD por sus siglas en inglés) en Agosto pasado. “Es la información con un nivel más alto de precisión del mejorado espectrómetro de alta resolución lo que nos da confianza en este resultado,” dijo Butler.

Ahora el equipo tiene información convincente para el planeta que orbita muy cerca de la estrella, a una distancia de casi 10 radios estelares. Eso es menos de una décima parte del tamaño de la orbita de Júpiter en nuestro sistema solar.

“En una órbita de dos días, está a casi 200 grados centígrados demasiado caliente para agua en estado líquido,” dijo Butler. “Eso tiende a guiarnos a la conclusión de que la composición más probable de esta cosa, es parecida a la de los planetas internos de este sistema solar, una roca compuesta por níquel y hierro, un planeta rocoso, un planeta terrestre.”

“La masa del planeta pudiera sujetarse fácilmente a una atmósfera,” apuntó Laughlin, un profesor asistente de astronomía en la Universidad de California, Campus Santa Cruz.

Seguiría siendo considerado como un planeta rocoso, probablemente con un centro de hierro y un manto de silicón. Incluso podría tener una espesa capa de agua calurosa y húmeda. Creo que lo que aquí estamos viendo es algo que esta en un punto intermedio entre un verdadero planeta terrestre parecido a la Tierra y una versión caliente de los gigantes de hielo Urano y Neptuno.”

Combinado con un programa de cómputo mejorado, los nuevos detectores del DAC (Dispositivo Acoplado de Carga), diseñados por este equipo para el espectrómetro de alta resolución del telescopio Keck, pueden ya cuantificar la velocidad Doppler de una estrella a cerca de un metro por segundo, la velocidad humana al caminar, en lugar de la precisión anterior de tres metros por segundo. Esta perceptibilidad mejorada permitirá al equipo buscador de planetas detectar el efecto gravitacional de un planeta parecido a la Tierra dentro de la zona habitable de las estrellas enanas clase M como Gliese 876.

“Estamos llevando al limite a todo un nuevo régimen en Keck para lograr una precisión de un metro por segundo, triplicar nuestra antigua precisión, que también nos debería permitir observar planetas con una masa igual a la de la Tierra alrededor de estrellas parecidas al Sol dentro de los próximos años,” dijo Butler.
“Nuestro equipo de la Universidad de California Campus Santa Cruz y del Observatorio Lick ha hecho una enorme cantidad de trabajo óptico, técnico y de detección para hacer del telescopio Keck, un cazador de planetas rocosos, el mejor del mundo,” añadió Marcy

Lissauer también se encuentra emocionado por otra hazaña descrita en el escrito enviado al Astrophysical Journal. Por primera vez, él, Rivera y Laughlin han resuelto la inclinación de la línea de avistamiento de la órbita del sistema solar únicamente con el bamboleo Doppler observado de la estrella. Utilizando modelos dinámicos de cómo interactúan los 2 planetas del tamaño de Júpiter, pudieron calcular las masas de los dos planetas gigantes por las siluetas observadas y los porcentajes de precesión de sus órbitas elípticas. La precesión es la lenta rotación del eje alargado de la órbita elíptica de un planeta.

Ellos mostraron que el plano orbital esta inclinado 40 grados hacia nuestra línea de avistamiento. Esto le permitió al equipo calcular que la masa más probable del tercer planeta es de siete veces y media la masa de la Tierra.

“Esta investigación requirió de más modelos dinámicos que ninguna otra investigación anterior, muchos más” dijo Lissauer.

El equipo planea seguir observando la estrella Gliese 876, pero está ansioso por encontrar otros planetas terrestres entre las 150 o más estrellas enanas clase M que regularmente observan con el telescopio Keck.

“Hasta ahora, casi no encontramos planetas con masas como la de Júpiter entre las estrellas enanas clase M que hemos estado observando, lo que más bien sugiere que habrá una gran población de planetas con masa más pequeña,” advirtió Butler.