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Los astrónomos usan nueva tecnología para descubrir un exoplaneta masivo

Los astrónomos usan nueva tecnología para descubrir un exoplaneta masivo

Universidad de Texas en San Antonio Profesor de Física y Astronomía y Cazador de Exoplanetas tailandés corey Él no es tímido acerca de su objetivo científico final.

Él dice: «Quiero encontrar la próxima Tierra». inverso«Así que estoy interesado en tratar de estudiar planetas alrededor de otras estrellas como un paso para poder hacer eso».

Específicamente, Curie estudia los exoplanetas imaginándolos directamente, lo cual no es tarea fácil: el pequeño tamaño de los planetas distantes, el intenso resplandor de su estrella y el problema de saber cuándo y dónde mirar los planetas hacen que las imágenes directas de los planetas fuera de nuestro sistema solar. difícil y relativamente raro. La mayoría de los exoplanetas se detectan indirectamente, observando la estrella en busca de signos de que la gravedad de un planeta la atrae, o atenuando la luz de la estrella que indica que un planeta pasa frente a ella.

«Hemos descubierto tal vez 20, tal vez algunos planetas más mediante imágenes», dice Currie. Currie añade que se han descubierto unos 5.300 planetas por otros medios indirectos.

Este desequilibrio en las detecciones de exoplanetas puede cambiar pronto. Corey es el autor principal de un nuevo estudio publicado el miércoles en la revista Ciencias Esto no solo describe el descubrimiento y la imagen directa de un nuevo exoplaneta, sino que también presenta la primera vez que los investigadores descubren un exoplaneta al combinar poderes de imagen con métodos de detección indirecta.

«Creo que esto abre una nueva era en el intento de estudiar planetas con imágenes», dice Currie.

HIP 99770 B en toda su majestuosidad.

Corey et al.

Otro mundo nuevo

El exoplaneta recién descubierto, HIP 99770 b, orbita una estrella masiva aproximadamente 13 veces más brillante que nuestro Sol, ubicada a 125 años luz de la Tierra.

El planeta en sí tiene entre 14 y 16 veces la masa de Júpiter y puede contener agua y monóxido de carbono en su atmósfera, según Curie. (Esto no puede convertirlo en un planeta, sino en un objeto de masa intermedia entre un planeta y una estrella llamada enana marrón).

Curiosamente, recibe aproximadamente la misma cantidad de luz de su estrella que Júpiter de nuestro Sol. De hecho, dice, si expandes nuestro sistema solar para tener en cuenta que el sol se vuelve tan grande como la estrella HIP 99770 b, los dos sistemas se ven notablemente similares, lo que lo convierte en un sistema planetario que vale la pena estudiar como contrapunto para comprender mejor nuestro sistema.

Aunque HIP 99770 b es científicamente interesante por derecho propio, la forma en que se descubrió puede ser la más revolucionaria.

En el corazón de la parte de imágenes del estudio se encuentra el instrumento Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics en el telescopio Subaru en Mauna Kea, Hawái. Operado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, el Telescopio Subaru cuenta con un espejo de casi 30 pies de ancho y una poderosa óptica adaptativa que ayuda a agudizar las imágenes del espacio capturadas a través de la atmósfera distorsionada de la atmósfera de la Tierra.

«Utiliza un sensor para poder detectar cómo la atmósfera distorsiona la luz de las estrellas», dice Currie, y luego usa un espejo que cambia de forma 2.000 veces por segundo para poder corregir esa atmósfera. «

El telescopio también utiliza un coronógrafo, que bloquea la luz de una estrella distante para permitir que brille la luz de un planeta cercano.

En general, Currie dice que el telescopio Subaru puede discernir un exoplaneta alrededor de una estrella distante mejor que el telescopio espacial James Webb.

Pero tener un telescopio capaz de obtener imágenes de un exoplaneta no hace que sea fácil de encontrar en primer lugar. Los planetas pueden orbitar a todo tipo de distancias de su estrella o pueden girar detrás de su estrella en el momento que elijan mirar.

«Hacer esto es muy difícil, y en muchos grandes programas de imágenes planetarias no aparecen, o tienen algunos hallazgos de los cientos de estrellas que se han observado», dice Currie. «Esto es muy ineficaz».

Entonces, lo que Currie y su equipo internacional de colegas investigadores hicieron fue usar primero métodos indirectos de detección de exoplanetas, conocidos como astrometría de precisión, para localizar estrellas que podrían albergar exoplanetas. Solo después de descubrir la posibilidad de un exoplaneta alrededor de la estrella anfitriona HIP 99770 b usando las naves espaciales Gaia e Hipparcos de la Agencia Espacial Europea, usaron el telescopio Subaru para confirmar el descubrimiento, tomando una imagen directa del exoplaneta. Esta es una tecnología nueva y poderosa para los cazadores de exoplanetas como Corey.

«Si solo miramos las estrellas a ciegas, elegimos al azar las estrellas cercanas, las posibilidades de encontrar un planeta similar a la Tierra imaginable son insignificantemente pequeñas», dice. «Pero si sabemos exactamente dónde buscar y tenemos alguna información sobre cuándo buscar, ahora tenemos una posibilidad de éxito».

Este enfoque no solo es más eficiente en términos de búsqueda de exoplanetas, dice Currie, sino que proporciona más información sobre un planeta una vez que se descubre.

«Podemos obtener simultáneamente información sobre su atmósfera a partir de imágenes directas», dice, «y luego, a través de la astrometría, medimos directamente su órbita y medimos su masa, algo que no se puede hacer solo con imágenes directas». «

Un telescopio muy grande en construcción.

Observatorio Europeo Austral

mundos del futuro

En el futuro, el descubrimiento de HIP 99770 b podría marcar un punto de inflexión a medida que la detección de exoplanetas y las imágenes directas comiencen a acelerarse. Un equipo coreano ya ha tomado imágenes de un segundo exoplaneta que se describirá en una publicación futura, dice.

Los tipos de exoplanetas que esta tecnología puede detectar ayudarán a otras misiones a descubrir más exoplanetas. Carys dijo que el próximo telescopio espacial rumano Nancy Grace de la NASA podrá usar exoplanetas como HIP 99770 b para probar sus capacidades una vez que se lance en 2027.

Mientras tanto, cada exoplaneta descubierto y fotografiado directamente ayuda a los científicos a construir un catálogo de planetas fuera de nuestro sistema solar con diferentes masas y edades, «para que podamos comprender cómo evolucionan los planetas, cómo evolucionan sus atmósferas».

Pero en cuanto a encontrar y fotografiar la «próxima Tierra», esto es algo que ni siquiera el Telescopio Subaru puede resolver.

“Eso tendrá que esperar hasta la próxima generación”, dice Corey, una misión para telescopios más grandes como el Very Large Telescope, que, si se completa en los desiertos de Chile, tendría un espejo primario de unos 130 pies de diámetro.

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