Resumen: Investigadores internacionales, utilizando el Telescopio Espacial Hubble para ver una estrella atenuada, han identificado el primer planeta extrasolar con carbono y oxígeno. Aunque es improbable que sea habitable, este gigante gaseoso se añade a la colección de otros mundos y sus inusuales propiedades. |





El muy conocido planeta extrasolar HD 209458b, provisionalmente apodado Osiris, ha sorprendido a los astrónomos nuevamente. Se han encontrado oxígeno y carbono en su atmósfera, evaporándose a un nivel tan grande que la existencia de un nuevo tipo de planetas extrasolares – ‘los planetas chthonian’ o núcleos ‘muertos’ de gigantes gaseosos completamente evaporados – ha sido propuesto.

Esta ilustración artística muestra un acercamiento dramático del planeta extrasolar chamuscado HD 209458b en su órbita a sólo 4 millones de millas de su estrella amarilla, tipo Sol. El planeta es un tipo de planeta extrasolar conocido como “Júpiter caliente”. Crédito: ESA, Alfred Vidal-Madjar (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, Francia) y NASA

El oxígeno y el carbono se han detectado en la atmósfera de un planeta más allá de nuestro sistema solar por primera vez. Los científicos, utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, han observado al famoso planeta extrasolar HD 209458b pasando frente a su estrella central y encontraron oxígeno y carbono rodeando el planeta en una envoltura elipsoidal extendida – de la forma de un balón de fútbol americano. Estos átomos son conducidos hacia arriba desde la atmósfera inferior con el flujo del hidrógeno atómico atmosférico en escape, como polvo de un torbellino supersónico.

El equipo conducido por Alfred Vidal-Madjar (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, Francia) reportará este descubrimiento en una próxima edición de las Cartas de la Revista de Astrofísica. El equipo observó cuatro tránsitos del planeta, por el frente de la estrella, con el Hubble en Octubre y Noviembre del 2003. Las observaciones de estructura y composición química de la atmósfera fueron hechas con luz ultravioleta, utilizando el espectrógrafo STIS del Hubble. La posición del Hubble por encima de la atmósfera lo convierte en el único telescopio que puede realizar actualmente este tipo de estudios de ultravioleta.

El planeta, llamado HD 209458b, puede sonarnos familiar. Es ya un planeta extrasolar con una sorprendente lista de primeros: el primer planeta extrasolar descubierto transitando a su sol, el primero con atmósfera, el primero que se ha observado que tiene una atmósfera que evapora hidrógeno (en el 2003 por el mismo equipo de científicos) y ahora el primero en tener una atmósfera que contiene carbono y oxígeno. Más aún el efecto de “torbellino” observado por el equipo durante Octubre y Noviembre del 2003 con el Hubble nunca había sido visto antes.

En honor a tan distinguido catálogo, este extraordinario planeta extrasolar ha sido provisionalmente bautizado como “Osiris”. Osiris es el dios Egipcio que perdió parte de su cuerpo – como HD 209458b – después de que su hermano lo mató y lo cortó en pedazos para evitar su regreso a la vida.

HECHOS ACERCA DE: HD 209458b • Diámetro: 1.3 veces el de Júpiter. • Masa: 0.7 masas de Júpiter, 220 de la Tierra. • Órbita: Un octavo del tamaño de la órbita de Mercurio alrededor del Sol (7 millones de kilómetros). 3.5 days. • Pertenece a un tipo de planetas extrasolares conocidos como ‘Júpiter caliente’ – Planetas gigantes, gaseosos en órbitas cortas. • Primer tránsito confirmado de un planeta extrasolar. • Tránsito: Cada 3.5 días, 3 horas en duración. Eclipsa 1.5% de la cara de su estrella madre. • Temperatura en Superficie: Alrededor de 1,000 grados Celsius. LA ATMOSFERA • Compleja: sodio en la atmósfera baja, hidrógeno en evaporación detectado en la atmósfera superior y también oxígeno y carbono. • Extendida: Durante los eclipses la atmósfera superior cubre 15 % de la cara de la estrella madre. • ¿Qué causa que esté escapando la atmósfera? La atmósfera exterior del planeta se encuentran tan extendida y calentada por la estrella cercana que comienza a escapar a la gravedad del planeta. El hidrógeno, el carbono y el oxígeno hierven en la parte superior de la atmósfera del planeta bajo el abrasador calor de la estrella. • Los astrónomos calculan la cantidad de hidrógeno que está escapando de HD 209458b en unas 10,000 toneladas por segundo por lo menos. • La cola de hidrógeno es de 200,000 kilómetros de largo. • El mecanismo de evaporación es tan tremendo que una totalmente nueva clase de planetas extrasolares, los planetas chthonian – las cortezas de gaseosos gigantes evaporados, ha sido propuesta. HECHOS SOBRE LA ESTRELLA MADRE • Nombre: HD 209458 • Tipo: Similar a nuestro Sol • Distancia: 150 años luz de la Tierra en la constelación de Pegaso. • Brillo: estrella de 7a. magnitud (visible con binoculares) HISTORIA DE LA HD 209458b • 1999: Descubrimiento. Entró al Salón de la Fama astronómica cuando el planeta extrasolar pasó frente a su estrella madre y la eclipsó parcialmente. • 2001: Hubble detectó el elemento sodio en la parte baja de la atmósfera HD 209458b • 2003: Se detectó hidrógeno en la atmósfera superior con el Hubble. Signos de evaporación. • 2004: Detectados Oxígeno y carbono en la atmósfera superior con el Hubble. Mecanismo de evaporación tan distintivo que una nueva clase de planetas extrasolares, los planetas chthonian, los que son gigantes gaseosos evaporando gases, se propuso.

El oxígeno es uno de los posibles indicadores de vida que es buscado a menudo en los experimentos en búsqueda de vida extraterrestre (como los que están a bordo de las sondas Vikingo y en los robots Spirit y Opportunity), pero de acuerdo a Vidal-Madjar: 'Naturalmente que esto suena estimulante – la posibilidad de vida en Osiris – pero no es una gran sorpresa ya que el oxígeno también se encuentra presente en los planetas gigantes de nuestra Sistema Solar, como Júpiter y Saturno”.

Lo que por otro lado fue sorprendente, fue encontrar a los átomos de carbono y oxígeno rodeando al planeta en una gran envoltura. Aunque el carbono y el oxígeno han sido observados en Júpiter y Saturno, siempre ha sido en forma combinada formando metano y agua en la profundidad de la atmósfera. En HD 209458b estos químicos se encuentran formando los elementos básicos. Pero en Júpiter o Saturno, aún como elementos, permanecerían invisibles por debajo de la atmósfera. El hecho de que sean visibles en la atmósfera superior de HD 209458b confirma que un “barrido” atmosférico está ocurriendo.
Las órbitas súper tostadas de Osiris a solo 7 millones de kilómetros de su estrella madre tipo Sol Amarillo y su superficie son calentadas a cerca de 1,000 grados Celsius.

Mientras que el hidrógeno es un elemento muy ligero – de hecho el más ligero – el oxígeno y el carbono son mucho más pesados en comparación. Esto ha permitido a los científicos concluir que este fenómeno es más eficiente que simple evaporación. El gas es simplemente desgarrado a una velocidad de más de 35,000 km/hora. “Especulamos que aún elementos como el hierro son arrastrados en esta fase por igual” dice Alain Lecavelier miembro del equipo des Etangs (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, Francia).

El mecanismo completo de evaporación es tan distintivo que no hay razón para proponer la existencia de una nueva clase de planetas extrasolares – los planetas chthonian, una referencia al dios Griego Khtôn, utilizado por las deidades Griegas del bajo mundo de los infiernos (también utilizada en la palabra francesa autochton, que en español sería autóctono). Se cree que los planetas ‘chthonian’ sean cortezas sólidas de restos de ‘gigantes gaseosos evaporados’, orbitando aún más cerca de su estrella madre que el propio Osiris. La detección de estos planetas deberá estar pronto al alcance de telescopios actuales tanto en tierra como en el espacio.

El descubrimiento de este fiero proceso de evaporación, es de acuerdo con los científicos, “altamente inusual”, pero puede confirmar indirectamente teorías del inicio de nuestra propia Tierra. “Este es un caso único en el cual tal escape hidrodinámico es observado directamente. Se ha especulado de que Venus, la Tierra y Marte puedan haber perdido sus atmósferas originales completas durante la parte temprana de sus vidas. Las atmósferas actuales tienen sus orígenes en impactos de asteroides y de cometas y desprendimiento de gas del propio interior de los planetas”, dice Vidal-Madjar.

Después qué

La misión Kepler planeada por la NASA va a monitorear miles de estrellas a lo largo de un período de cuatro años, buscando planetas en tránsitos. Kepler será lo suficientemente sensible como para detectar mundos del tamaño de la Tierra, si es que existen, alrededor de varios cientos de estrellas cercanas. Estos estudios conducirán después a la ambiciosa misión Buscador de Planetas Terrestres – Terrestrial Planet Finder (2012 – 2015), que examinará a los planetas extrasolares para buscar signos de vida.

En Diciembre del 2001, la NASA seleccionó la Kepler Mission, un proyecto con sede en la Ames de la NASA, como una de las siguientes misiones del Discovery de la NASA. La misión Kepler, programada para lanzamiento en el 2006, utilizará un telescopio colocado en el espacio para buscar planetas del tipo de la Tierra alrededor de las estrellas más allá de nuestro Sistema Solar. Un criterio clave para buscar tales planetas sería si se encuentran dentro de zonas habitables, o regiones algunas veces protegidas por gigantes gaseosos pero con climas templados y agua líquida.

SIM, programado para lanzamiento en el 2009, determinará las posiciones y distancias de estrellas varios cientos de veces más a la perfección que cualquier otro programa previo. Crédito: NASA / JPL

El estimado de la NASA dice que Kepler debería descubrir 50 planetas terrestres si la mayor parte de los encontrados son del tamaño de la Tierra, 185 planetas si la mayoría son 30 por ciento mayores que la Tierra, y 640 si la mayoría son 2.2 veces el tamaño de la Tierra. Adicionalmente, se espera que Kepler encuentre casi 900 planetas gigantes cercanos a sus estrellas y alrededor de 30 gigantes orbitando a distancias tipo-Júpiter de sus planetas madre.

Después de Kepler, la NASA está considerando un lanzamiento en el 2009 para la misión Space Interferometry Mission (SIM). La misión primaria de SIM será medir las distancias a estrellas con una precisión 100 veces mayor de lo que actualmente es posible. Esto mejorará los estimados del tamaño del universo y ayudará a determinar el verdadero brillo de las estrellas, permitiéndonos aprender más respecto de sus composiciones químicas y evolución. SIM también buscará planetas del tamaño de la Tierra en las zonas habitables alrededor de unas 200 estrellas.

SIM será un interferómetro, lo que significa que combinará las ondas de luz relacionadas de tres telescopios. Esta interacción, llamada interferencia, hace que los telescopios individuales actúen como si fueran un solo telescopio mayor con la posibilidad de una mayor captación de luz.