La técnica del “método de tránsito” permite identificar a un nuevo tipo de exoplanetas gigantes muy calientes y cercanos a sus estrellas centrales.

Un equipo europeo de astrónomos está anunciando el descubrimiento de dos nuevos planetas extrasolares (exoplanetas). Los mismos pertenecen al grupo de los objetos candidatos para tránsito OGLE y podrían ser caracterizados en detalle. Ésto triplica el número de exoplanetas descubiertos con el método de tránsito; ahora se conocen tres de ellos.

Las observaciones fueron llevadas a cabo en marzo de 2004 con el espectrógrafo de multi-fibras FLAMES en el telescopio VLT Kueyen de 8,2 mts del Observatorio ESO Paranal en Chile, y le permitieron a los astrónomos medir con exactitud las velocidades radiales de cuarenta y una estrellas en las cuales se había detectado una disminución temporal de su brillo durante la investigación OGLE. Este efecto podría ser la señal de un tránsito frente a la estrella efectuado por un planeta que la orbite, aunque también podría ser causado por una estrella compañera más pequeña.

En dos de las estrellas (OGLE-TR-113 y OGLE-TR-132), la velocidad registrada de sus cambios revelaba la presencia de compañeros con masas planetarias en órbitas de período extremadamente corto.

Este resultado confirma la existencia de una nueva clase de planetas gigantes, los llamados “Júpiteres muy calientes” a causa de su tamaño y de su muy alta temperatura superficial. Están muy cerca de sus estrellas primarias, y las orbitan en menos de dos días terrestres.

El método de tránsito para la detección de exoplanetas será “mostrado” al gran público el 8 de junio de 2004, cuando el planeta Venus pase frente al disco solar.

Descubriendo Otros Mundos

A lo largo de la década pasada, los astrónomos han aprendido que nuestro sistema solar no es único, en la medida en que se han descubierto más de 120 planetas gigantes que giran alrededor de otras estrellas, por medio de las investigaciones de velocidad radial.

Sin embargo, la técnica de velocidad radial no es la única herramienta para la detección de exoplanetas. Cuando un planeta pasa frente a su estrella primaria (desde el punto de vista de la Tierra), bloquea una pequeña porción de la luz estelar. Cuanto más grande sea el planeta en relación con su estrella, mayor será la fracción de luz que resulte bloqueada.

Sucederá el mismo efecto cuando Venus transite el disco solar el próximo 8 de junio. En los siglos pasados, estos eventos eran utilizados para estimar la distancia Tierra-Sol, con muy útiles implicaciones para la astrofísica y la mecánica celestial.

Hoy en día, los tránsitos planetarios están reconquistando su importancia. Varias investigaciones están intentando encontrar las tenues señales de otros mundos por medio de las mediciones fotométricas de las estrellas, buscando la periódica disminución del brillo de una estrella que ocurre cuando un planeta pasa frente a su disco.

Una de estas investigaciones, la OGLE, fue diseñada originalmente para detectar eventos de micro-lente, monitoreando el brillo de un muy gran número de estrellas a intervalos regulares. Durante los últimos cuatro años, también ha incluido una búsqueda de disminuciones periódicas en el brillo de las estrellas, que sean causadas por pequeños objetos orbitadores (estrellas pequeñas, enanas marrones o planetas tamaño Júpiter). El equipo OGLE ha anunciado desde entonces 137 “candidatos planetarios de tránsito” como resultado de la observación de unas 155.000 estrellas en dos campos del cielo meridional, uno en la dirección del centro galáctico, y el otro dentro de la constelación Carina.

Solucionando la Naturaleza de los Tránsitos OGLE

Los candidatos de tránsito OGLE fueron detectados por la presencia de una disminución periódica de una fracción porcentual en el brillo de las estrellas observadas. El radio de un planeta tamaño Júpiter es unas 10 veces menor que el de una estrella tipo Sol (es decir, que cubre 1/100 de la superficie de la estrella y por lo tanto bloquea alrededor del 1% de la luz estelar durante el tránsito).

Sin embargo, la sola presencia de un único evento de tránsito no revela la naturaleza del cuerpo que transita. Ésto es porque una estrella de poca masa o una enana marrón, o quizás incluso el brillo variable de un sistema binario eclipsante que se vea en la misma dirección, pueden resultar en variaciones de brillo que simulen los que se producen por un planeta gigante en órbita.

Pero la naturaleza del objeto que transita puede ser establecida por observaciones de velocidad radial de la estrella primaria. La amplitud de las variaciones de la velocidad está directamente relacionadas con la masa del objeto compañero, y por lo tanto permiten discriminar entre estrellas y planetas como la causa de la disminución de brillo observada.

De esta forma, las búsquedas fotométricas de tránsito y las mediciones de velocidad radial se combinan en una poderosa técnica de detección de nuevos exoplanetas. Más aún, es particularmente útil para desentrañar sus características. Mientras que la detección de un planeta por el método de velocidad radial proporciona solamente una estimación mínima de su masa, las mediciones del tránsito hacen posible determinar la masa exacta, el radio, y la densidad del planeta.

Las observaciones posteriores de velocidad radial de los 137 candidatos de tránsito OGLE no representan una tarea fácil, ya que las estrellas son comparativamente tenues (con magnitudes visuales en el entorno de 16). Las mismas solamente pueden ser realizadas utilizando un telescopio de clase 8 a 10 mts, con un espectrógrafo de alta resolución.

La Naturaleza de los Dos Nuevos Exoplanetas

Por lo tanto, un equipo europeo hizo uso del telescopio VLT Kuyen de 8,2 mts. En marzo de 2004, siguieron a 41 estrellas candidatos principales de tránsito OGLE durante 8 medias noches. Se beneficiaron de la capacidad múltiple de la instalación de enlace de fibras FLAMES/UVES que permite obtener espectros de alta resolución de 8 objetos al mismo tiempo y que mide las velocidades estelares con una precisión de unos 50 mt/s.

Si bien la amplia mayoría de los candidatos de tránsito OGLE resultaron ser estrellas binarias (principalmente pequeñas estrellas frías transitando frente a estrellas tipo Sol), se observó que dos de los objetos, conocidos como OGLE-TR-113 y OGLE-TR-132, exhibían pequeñas variaciones de velocidad. Cuando todas las observaciones disponibles (variaciones lumínicas, espectros estelares y cambios de velocidad radial) fueron combinados, los astrónomos pudieron determinar que para estas dos estrellas los objetos que transitaban tenían masas compatibles con las de un planeta gigante como Júpiter.

Lo que era más interesante, es que ambos nuevos planetas fueron detectados alrededor de estrellas bastante remotas de nuestra propia Vía Láctea, en la dirección de la constelación meridional de Carina. En el caso de OGLE-TR-113, la estrella primaria es de tipo F (ligeramente más caliente y más masiva que el Sol), y se encuentra a una distancia de unos 6.000 años luz. El planeta orbitado es un 35% más masivo y su diámetro es un 10% mayor que el de Júpiter, el planeta más grande de nuestro sistema solar. Orbita su estrella una vez cada 1,43 días a una distancia de solamente 3,4 millones de km (0,0228 UA). En el sistema solar, Mercurio se encuentra 17 veces más lejos del Sol. La temperatura superficial de ese planeta, que al igual que Júpiter es un gigante gaseoso, es correspondientemente mayor, probablemente de más de 1.800ªC.

La distancia al sistema de OGLE-TR-132 es de unos 1.200 años luz. Allí, el planeta es casi tan masivo como Júpiter y aproximadamente un 15% más grande (su tamaño todavía es incierto). Orbita una estrella enana tipo K (más fría y menos masiva que el Sol) una vez cada 1,69 días a una distancia de 4,6 millones de km (0,0306 UA). Este planeta debe ser también muy caliente.

Una Nueva Clase de Exoplanetas

Junto al objeto planetario de tránsito anteriormente encontrado (OGLE-TR-56), estos dos nuevos objetos OGLE definen una nueva clase de exoplanetas, que todavía no ha sido detectada por las investigaciones actuales de velocidad radial: planetas con períodos extremadamente cortos y con órbitas correspondientemente pequeñas. La distribución de períodos orbitales para los “Júpiteres calientes” detectados por las investigaciones de velocidad radial parece desvanecerse debajo de los 3 días, y no se ha encontrado previamente ningún planeta con un período menor a unos 2,5 días.

La existencia de los tres planetas OGLE muestra ahora que los “Júpiteres muy calientes” sí existen, aún cuando puedan ser bastante poco comunes; probablemente un objeto de ese tipo por cada 2.500 a 7.000 estrellas. Los astrónomos están realmente sorprendidos de que objetos planetarios se las hayan arreglado para terminar en órbitas tan pequeñas, tan cerca de su estrella central.

Contrariamente al método de velocidad radial, el cual es responsable de la vasta mayoría de las detecciones de planetas alrededor de estrellas normales, la combinación de observaciones de tránsito y de velocidad radial hacen posible determinar su verdadera masa, su radio, y por lo tanto la densidad de estos planetas.

Grandes Expectativas

Los dos nuevos objetos multiplican por dos el número de exoplanetas cuyas masas y radios se conocen (es decir, los tres objetos OGLE más HD209458b, que fue detectado en observaciones de velocidad radial pero que más tarde fue también observado en un tránsito fotométrico). La nueva información sobre las masas exactas y los radios son esenciales para la comprensión de la física interna de estos planetas.

La complementariedad de las técnicas de tránsito y de velocidad radial abre ahora la puerta hacia un estudio detallado de las características reales de los exoplanetas. Las búsquedas de tránsitos planetarios realizadas desde el espacio (tales como las misiones COROT y KEPLER) junto a las observaciones subsecuentes de velocidad radial hechas desde tierra, llevarán en el futuro a la caracterización de otros mundos tan pequeños como nuestra propia Tierra.
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NOTA DEL TRADUCTOR
OGLE: El Experimento de Lente Gravitatoria Óptica (OGLE = Optical Gravitational Lensing Experiment), en funcionamiento desde el 11/06/2001, investiga la deflexión de la luz proveniente de objetos celestes lejanos que es afectada al pasar junto a grandes masas (galaxias o racimos de galaxias), según lo predicho por la teoria de la relatividad. A la izquierda, el Telescopio Warsaw en Las Campanas, Chile, sede de OGLE.

- h.r.b. -

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Web Site: Universe Today
Artículo: “ Two Hot Planets Seen Orbiting Very Close to Parent Stars ”
Fecha: Mayo 07, 2004
Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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