Crédito de imagen: ESA
Los astrónomos de la Universidad de Texas en Austin creen que han descubierto una forma económica de buscar planetas extrasolares. Aunque el proceso probablemente destruirá los planetas internos, los planetas externos probablemente permanecerán en órbita alrededor de la estrella. Se sabe que estas enanas blancas pulsan a una frecuencia específica, por lo que la gravedad de un planeta que se mueve alrededor de la estrella debería afectar esta frecuencia de pulso en una cantidad mínima que debería ser detectada por telescopios económicos basados en la Tierra.
Los astrónomos de la Universidad de Texas en Austin han inventado un método económico para determinar si existen otros sistemas solares como el nuestro.
Entre las más de 100 estrellas que ahora se sabe que tienen planetas, los astrónomos han encontrado pocos sistemas similares al nuestro. Se desconoce si esto se debe a limitaciones tecnológicas o si nuestro sistema es realmente una configuración rara. ¿Los astrónomos del Observatorio McDonald? El nuevo método de búsqueda utiliza un telescopio de la era de la depresión asociado con la tecnología actual.
Los astrónomos Don Winget y Edward Nather, los estudiantes graduados Fergal Mullally y Anjum Mukadem, y sus colegas están buscando las "sobras" de sistemas solares como el nuestro. Su método busca las piezas de dicho sistema solar después de que su estrella ha muerto, explotando un rasgo de antiguos soles quemados llamados "enanas blancas".
Los astrónomos de la Universidad de Texas Bill Cochran y Ted von Hippel también están involucrados, junto con S.O. Kepler de la Universidad Federal de Río Grande del Sur de Brasil y Antonio Kanaan de la Universidad Federal de Santa Catarina de Brasil.
Los astrónomos saben que a medida que las estrellas similares al Sol consuman su combustible nuclear, sus capas externas se expandirán y la estrella se convertirá en una estrella "gigante roja". Cuando esto le suceda al Sol, en unos cinco mil millones de años, esperan que se trague a Mercurio y Venus, tal vez no llegando a la Tierra. Entonces el Sol volará sus capas externas y existirá durante unos pocos miles de años como una nebulosa planetaria hermosa y tenue. El núcleo sobrante del Sol será entonces una enana blanca, una ceniza densa y oscura del tamaño de la Tierra. Y, lo más importante, es probable que todavía esté en órbita alrededor de los planetas exteriores de nuestro sistema solar.
Una vez que un sistema similar al Sol alcanza este estado, el equipo de Winget puede encontrarlo. Su método se basa en más de tres décadas de investigación sobre la variabilidad (es decir, cambios en el brillo) de las enanas blancas. A principios de la década de 1980, los astrónomos de la Universidad de Texas descubrieron que algunas enanas blancas varían o "pulsan" en las explosiones regulares. Más recientemente, Winget y sus colegas descubrieron que aproximadamente un tercio de estas enanas blancas pulsantes (PWD) son cronometradores más confiables que los relojes atómicos y la mayoría de los púlsares de milisegundos.
Estas pulsaciones son la clave para detectar planetas. Los planetas que orbitan una estrella PWD estable afectarán las observaciones de su cronometraje, lo que parece causar variaciones periódicas en los patrones de pulsos provenientes de la estrella. Eso se debe a que el planeta que orbita la PWD arrastra a la estrella a medida que se mueve. El cambio en la distancia entre la estrella y la Tierra cambiará la cantidad de tiempo que tarda la luz de las pulsaciones en llegar a la Tierra. Debido a que los pulsos son muy estables, los astrónomos pueden calcular la diferencia entre el tiempo de llegada observado y esperado de los pulsos y deducir la presencia y las propiedades del planeta. (Este método es similar al utilizado en los descubrimientos de los llamados "planetas púlsar". La diferencia es que no se cree que los compañeros púlsar se hayan formado con sus estrellas, sino solo después de que esas estrellas hayan explotado en supernovas).
“Esta búsqueda será sensible a las enanas blancas, que inicialmente eran entre una y cuatro veces más grandes que el Sol, y debería ser capaz de detectar planetas dentro de dos a 20 UA de su estrella madre. Esto significa que exploraremos algunas estrellas dentro de la zona habitable ”, dijo Winget. (Una UA, o unidad astronómica, es la distancia entre la Tierra y el Sol.) “Básicamente, detectar Júpiter a la distancia de Júpiter con esta técnica es fácil. Es sopa de pato ”, dijo.
Fácil, pero no rápido. Los planetas exteriores, que orbitan sus estrellas a grandes distancias, pueden tardar más de una década en completar una órbita. Por lo tanto, puede llevar muchos años de observaciones detectar definitivamente un planeta que orbita una enana blanca.
"Debe buscar durante mucho tiempo una órbita completa", dijo Winget. “Una media órbita o un tercio de una órbita nos dirá que algo está sucediendo allí. Pero para un planeta a la distancia de Júpiter, una media órbita aún son seis años. Winget agregó que para este método, "¿detectar a Júpiter en Urano? la distancia es más fácil, pero lleva aún más tiempo ".
Para la búsqueda del planeta PWD, Nather concibió un nuevo instrumento especializado para el telescopio Otto Struve de 2,1 metros del Observatorio McDonald. Él y Mukadam diseñaron y construyeron el instrumento, llamado Argos, para medir la cantidad de luz proveniente de las estrellas objetivo. ¿Específicamente, Argos es un "fotómetro CCD"? Un contador de fotones que utiliza un dispositivo de carga para grabar imágenes. Ubicado en el foco principal del telescopio Struve, Argos no tiene otra óptica que el espejo primario de 2.1 metros del telescopio. Ahora se están construyendo copias de Argos en otros observatorios de todo el mundo.
Mullally continúa la búsqueda de planetas alrededor de enanas blancas con Argos en el Telescopio Struve. Tiene 22 estrellas objetivo, la mayoría de las cuales fueron identificadas a través del Sloan Digital Sky Survey. Cuando el equipo encuentre candidatos planetarios prometedores con Argos, harán un seguimiento utilizando el Telescopio Hobby-Eberly (HET) de 9.2 metros en el Observatorio McDonald.
"Si encontramos grandes planetas orbitando a grandes distancias, es una buena pista de que podría haber planetas más pequeños más cerca. En ese caso, lo que haces es golpear ese objetivo con el telescopio más grande al que tienes acceso", dijo Winget. . El HET permitirá una sincronización más precisa de los pulsos del PWD y, por lo tanto, podrá identificar planetas más pequeños.
¿Esta búsqueda podrá estudiar tipos de estrellas que no pueden estudiarse con el método de espectroscopía Doppler? ¿Cuál es el método de búsqueda de planetas más exitoso hasta la fecha? Dijo Winget. Debido a las idiosincrasias en la composición de estrellas similares al Sol, el método de espectroscopía Doppler no es muy sensible al buscar planetas alrededor de estrellas dos veces más masivas que el Sol. Aproximadamente la mitad de las estrellas en el estudio de Winget serán enanas blancas que originalmente eran este tipo de estrellas. Por esta razón, el estudio de PWD en McDonald puede ser fundamental para explorar y evaluar objetivos y observar estrategias para misiones espaciales de la NASA planificadas en las próximas dos décadas, específicamente la Misión de Interferometría Espacial, el Buscador de Planetas Terrestres y la nave espacial Kepler.
Esta investigación está financiada por una subvención de NASA Origins, así como una subvención del Proyecto de Investigación Avanzada del Estado de Texas. A través de la financiación de la Agencia de Educación Superior de Texas, dos maestros de escuela secundaria (Donna Slaughter de Stony Point High School en Round Rock, Texas, y Chris Cotter de Lanier High School en Austin) han participado directamente en esta investigación. Los planes ahora están en marcha para extender esta participación a otros maestros, y a los estudiantes en sus salones de clases, llevando la ciencia, los científicos y el Observatorio directamente al aula usando Internet. Cotter y sus colegas de Lanier High School están involucrados con Mullally en la prueba de este concepto.
Fuente original: Comunicado de prensa del Observatorio McDonald
