Qué son los exoplanetas

Qué son los exoplanetas. Todos los planetas de nuestro sistema solar orbitan alrededor del Sol. Los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas se llaman exoplanetas.

Los exoplanetas son muy difíciles de ver directamente con telescopios. Están ocultos por el resplandor brillante de las estrellas que alrededor de las que orbitan.

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Por lo tanto, los astrónomos usan otras formas de detectar y estudiar estos planetas distantes. Buscan exoplanetas y estudian su impacto en las estrellas por las que orbitan.

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¿Cómo buscamos exoplanetas?

Una forma de buscar exoplanetas es buscar estrellas “tambaleantes”. Una estrella que tiene planetas no orbita perfectamente alrededor de su centro. Desde lejos, esta órbita descentrada hace que la estrella parezca una estrella bamboleante.

Se han descubierto cientos de planetas con método. Sin embargo, planetas grandes como Júpiter, o incluso más grandes, solo se pueden ver de esta manera.

Los planetas más pequeños, como la Tierra, son mucho más difíciles de encontrar porque solo crean pequeñas oscilaciones que son difíciles de detectar.

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¿Cómo podemos encontrar planetas similares a la Tierra en otros sistemas solares?

En 2009, la NASA lanzó una nave espacial llamada Kepler para buscar exoplanetas. Kepler buscó planetas de varios tamaños y órbitas. Y estos planetas orbitaban alrededor de estrellas de distinto tamaño y temperatura.

Algunos de los planetas descubiertos por Kepler son planetas rocosos que están a una distancia muy especial de su estrella. Este punto óptimo se llama la zona habitable, donde la vida podría ser posible.

Kepler detectó exoplanetas usando el método del tránsito. Cuando un planeta pasa delante de su estrella, esto se llama tránsito.

Cuando el planeta transita frente a la estrella, cubre un poco su luz. Eso significa que la estrella se verá un poco menos brillante cuando el planeta pase por delante de ella.

Los astrónomos pueden observar cómo cambia el brillo de una estrella durante un tránsito. Esto puede ayudarles a averiguar el tamaño del planeta.

Al estudiar el tiempo entre los tránsitos, los astrónomos también pueden averiguar qué tan lejos está el planeta de su estrella. Esto nos da información sobre la temperatura del planeta. Si un planeta está a la temperatura adecuada, podría contener agua líquida, un ingrediente esencial para la vida.

Hasta ahora, la misión Kepler ha descubierto miles de planetas.

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UNAM PARTICIPA EN DETECCIÓN

Investigadores del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM participaron en una colaboración internacional que detectó un exoplaneta con el telescopio robótico SAINT-EX.

Este aparáto opera desde el Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir (OAN-SPM), en Baja California.

Se trata del tercer planeta detectado con ese equipo que funciona desde una de las zonas del mundo más propicias para la observación astronómica.

Se llama TOI 2257 b y está alrededor de una estrella M, que son de las más frías y pequeñas de la galaxia, afirmó la investigadora del IA y coordinadora del telescopio robótico Yilen Gómez Maqueo Chew.

“Primero fue identificado con los datos del satélite TESS, que está observando todo el cielo en busca de exoplanetas, pero su existencia se confirmó con telescopios desde la Tierra como SAINT-EX, para asegurarnos de que es un planeta y no alguna otra cosa”, afirmó.

Junto con Gómez Maqueo Chew cooperaron en el hallazgo, por parte de la UNAM, la investigadora universitaria Laurence Sabin (de la sede Ensenada del IA) y los académicos postdoctorales Marco Gómez Muñoz (en Ensenada) y Emiliano Jofré (en Ciudad Universitaria). Los resultados de la investigación se publican hoy en la revista Astronomy and Astrophysics.

También investigadores de las universidades de Berna, Ginebra y el grupo de trabajo Planets; tres de Suiza; la Universidad de Lieja, Bélgica, y la de Cambridge, Reino Unido.

El artículo tiene 19 colaboradores de varias partes del mundo, como el Instituto Tecnológico de Massachusetts y la Universidad de California, en Estados Unidos; el Instituto de Astrofísica de Canarias, España; y el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina, entre otros.

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¿Cómo es el exoplaneta?

Los científicos elaboraron un análisis detallado de los datos de los satélites terrestres y de TESS confirmando el descubrimiento.

“El planeta que encontramos tiene ese nombre por la estrella TOI 2257 y la b quiere decir que es un exoplaneta que está orbitando a su alrededor”, detalló.

El cuerpo celeste encontrado es relativamente grande en comparación con la Tierra, pues es de 2.2 veces el radio de ésta, y le da una vuelta a su estrella cada 35 días, lo cual es poco en términos del sistema solar, pero respecto a los exoplanetas que se conocen alrededor de estrellas M, es uno de los que tarda más para dar una vuelta suborbitando la estrella, relató la astrónoma.

El telescopio SAINT-EX detectó del objeto celeste curvas de luz, es decir, la luz que se recibe de la estrella y cómo cambia su brillo en función del tiempo. Como si fuera un eclipse, el exoplaneta al pasar por su estrella la oscurece, la hace menos brillante y deja solamente curvas de luz, que los equipos captan y las y los astrónomos interpretan.

Mientras en el sistema solar hay planetas gigantes como Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano, que tienen entre cuatro y 11 veces el radio de la Tierra, este exoplaneta recién descubierto es 2.2 veces el radio de la misma, lo cual lo ubica en una fase intermedia.

“Se espera que sea un planeta más gaseoso que terrestre; y tiene una órbita excéntrica, que es ovalada y el exoplaneta a veces está muy cerca y otras muy lejos de su estrella”, explicó.

De manera general, este exoplaneta brinda a los científicos información de cuánto tarda en dar una vuelta, de su tamaño y de cómo es su estrella.

Nos ayuda a entender el contexto de los sistemas planetarios. Antes de que se descubrieran los primeros, en la década de los noventa, el único sistema planetario que conocíamos era el sistema solar.

Todo lo que sabíamos era basado también en la formación de las estrellas. Una vez que se encuentran los exoplanetas nos damos cuenta que son muy diferentes a lo que conocíamos, y eso nos ayuda a poder entender mejor el proceso de cómo se forman los sistemas planetarios y cómo evolucionan, apuntó.

Hasta ahora, científicos de todo el mundo han descubierto más de cuatro mil 893 exoplanetas, los cuales dan una clara idea de cómo son otros sistemas planetarios distintos en el Universo.

En la próxima misión del telescopio espacial James Webb se espera conocer la atmósfera del exoplaneta, lo que aportaría mayor conocimiento sobre este hallazgo.

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Descubren un segundo exoplaneta utilizando observaciones de radio de muy alta precisión

El 1 de septiembre de 2022, la UNAM informó que por segunda vez, científicos del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM descubrieron un exoplaneta (planeta ubicado fuera de nuestro sistema solar) utilizando observaciones de radio de muy alta precisión, realizadas con el Arreglo Interferométrico de Base muy Larga (VLBA, por las siglas en inglés de Very Long Baseline Array), un sistema de 10 antenas de radio, o radiotelescopios, idénticas, que son controladas por una central común y trabajan juntas desde diversas partes del mundo como un solo instrumento.

El VLBA, propiedad de la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos, es operado por el Observatorio Nacional de Radio Astronomía (NRAO) en Socorro, Nuevo México. Este interferómetro está abierto a la comunidad astronómica y puede ser usado por grupos de todo el mundo. El equipo de investigadores del IA lo usa desde hace décadas para estudiar regiones de formación estelar, y ahora para buscar exoplanetas.

“Es un planeta tipo Júpiter, lo que no es nada nuevo, pero está girando alrededor de una estrella de muy baja masa, lo cual teóricamente es poco probable que exista, por lo que es especial. Planetas masivos, como este, se espera que se formen alrededor de estrellas tipo solar pero no alrededor de estrellas de baja masa”, explicó el investigador del Instituto de Astronomía (IA) y titular del trabajo, Salvador Curiel Ramírez.

El científico señaló que seguramente se trata de un planeta gaseoso. La técnica utilizada, llamada de astrometría absoluta y de uso novedoso para este tipo de descubrimientos, puede determinar la órbita del planeta alrededor de la estrella y su masa, pero no su densidad, lo cual es necesario para determinar si el planeta es gaseoso o rocoso.

El planeta está en un sistema binario compacto, lo que creó varios problemas a los científicos porque la estrella cercana es de muy baja masa, aun así hace que el sistema estrella-planeta (con una separación similar a la de Venus y el Sol) se mueva con muy alta velocidad alrededor del centro de masa del sistema binario. “Esto complica las cosas en la astrometría, pues la separación de las dos estrellas es muy pequeña, algo así como la distancia entre Neptuno y el Sol”, expuso Curiel.

“Sin embargo, llevando a cabo un análisis simultáneo del movimiento orbital del sistema binario y del movimiento orbital del planeta alrededor de la estrella huésped, logramos establecer el movimiento tridimensional del sistema completo, y las masas tanto de las estrellas como del planeta”, añadió.

A su vez, la investigadora posdoctoral del IA y colaboradora del trabajo, Gisela Ortiz León, recordó que es la segunda detección de un exoplaneta usando astrometría en radio.

“El método que usamos es el de astrometría, en donde lo que se mide es la posición de la estrella en diferentes tiempos. Al hacer estas mediciones uno observa a lo largo del tiempo que la estrella muestra un pequeño bamboleo, el cual delata la presencia de al menos un planeta”, pormenorizó.

La técnica consiste en medir básicamente pequeñas variaciones en la posición de la estrella con mucha precisión, y para eso necesitamos usar un instrumento capaz de lograr precisiones muy grandes, como el VLBA, indicó.

Curiel Ramírez abundó que a la fecha se han encontrado más de cinco mil exoplanetas, pero este es el segundo que se identifica con radiotelescopios usando la técnica de astrometría. Las observaciones con el VLBA permitieron la detección indirecta de un planeta joviano asociado a una estrella roja de baja masa.

“Astrometría fue la primera técnica que se usó para buscar planetas, porque desde hace cientos de años se usa para poder ubicar la posición de los planetas del Sistema Solar, y de las estrellas en general. Desde luego la precisión de las observaciones ha ido cambiando a lo largo del tiempo, y estamos en un momento en el que algunos instrumentos ya dan la precisión que necesitamos para empezar a buscar planetas. Estamos justo en ese momento en que la tecnología, y las mejoras que se han hecho a los instrumentos, ya nos permiten buscar planetas”, agregó.

El científico aseveró que -gracias al satélite GAIA que está en órbita desde hace unos seis años y al uso de radiotelescopios como el VLBA y próximamente el ngVLA (next generation VLA) y SKA (Square Kilometer Array)-, en el futuro próximo la astrometría estará entre las primeras tres técnicas para buscar exoplanetas.

“Con observaciones de radio podemos observar estrellas que con el óptico y con el infrarrojo es casi imposible. Estamos aprovechando una ventana en la cual somos los únicos que podemos buscar planetas alrededor de este tipo de estrellas que son jóvenes, muy activas, y con campos magnéticos muy intensos, lo que hace que técnicas como la espectroscopía y el tránsito se vean muy afectadas en las mediciones”, acotó.

“En cambio a nosotros nos favorece, pues entre más joven sea la estrella, más intenso sea el campo magnético y más activa esté la estrella, tiene más emisiones en radio”, puntualizó.

En el trabajo, publicado hoy en la revista The Astronomical Journal, participaron con Curiel Ramírez y Ortiz León otros dos científicos: Joel Sánchez Bermúdez, investigador del IA; y Amy J. Mioduszewski, del NRAO de Estados Unidos.

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