3 de diciembre de 2009
MPIA / NAOJ
Las primeras observaciones con el instrumento cazador de planetas más joven del mundo, el instrumento de alto contraste de próxima generación de óptica adaptativa para Subaru HiCIAO (High Contrast Instrument for the Subaru next generation Adaptive Optics), en el telescopio Subaru, han revelado un compañero de la estrella similar al Sol GJ 758. Con una masa estimada de 10 a 40 veces la masa de Júpiter, GJ 758 B es o bien un planeta gigante o una enana marrón liviana. Su órbita es comparable en tamaño a la de Neptuno y su temperatura es de 600 K, lo que lo convierte en el más frío compañero de una estrella como el Sol resuelto, hasta ahora, en una imagen. Un segundo compañero, con una masa similar y con una órbita como la de Urano, está también sugerido. La presencia de tales planetas masivos a estas grandes distancias es un reto para la hipótesis estándar sobre la formación de los sistemas planetarios basados en el Sistema Solar. Como la búsqueda estratégica de exoplanetas y sus sitios de formación acaba de comenzar, más observaciones eventualmente responderán a las preguntas acerca de si hay sistemas similares al Sistema Solar en todas partes o no.
El número de planetas conocidos fuera del Sistema Solar ha sobrepasado recientemente los 400. La mayoría de ellos fueron descubiertos con métodos indirectos, como la espectroscopia Doppler (que determina el “bamboleo” de la estrella debido a la atracción gravitatoria del planeta en órbita) o la fotometría de tránsito (la medición de la muy leve atenuación de la estrella cuando el planeta pasa a través de la visual, ocultando parte de la estrella). En realidad, resolver la débil atenuación de luz del planeta frente al abrumador resplandor de la estrella anfitriona es mucho más difícil, sin embargo, en última instancia, más gratificante. Se puede tener acceso a información muy valiosa acerca de la órbita del planeta, su temperatura y la composición de su atmósfera, y después de todo: “ver para creer”.
Realizar imágenes directas de los exoplanetas ha sido un tema candente en los últimos años. En 2005, un compañero de 4 veces la masa de Júpiter alrededor de una enana marrón y varios compañeros con masas del orden de varias veces la de Júpiter a una gran distancia de aproximadamente 100 UA o más, fueron descubiertos, pero los resultados han sido controvertidos. En 2008, se informó que 3 estrellas de tipo A (estrellas con el doble de la masa del Sol) eran circundadas por planetas. Entre ellos, 3 planetas alrededor HR 8799 han sido confirmados por otras personas, incluyendo el telescopio Subaru. Tienen entre 7 y 10 masas de Júpiter y están entre 24 y 68 UA. Sin embargo, no ha habido informes sobre planetas candidatos en órbita lo suficientemente cercana alrededor de estrellas similares al Sol (estrellas de tipo G).
El nuevo planeta candidato, GJ 758 B, fue descubierto alrededor de una estrella G, GJ758A, a una distancia de 50 años luz del Sol, por un equipo internacional compuesto por miembros de Alemania, Japón y los Estados Unidos. Curiosamente, su temperatura es de unos 600 K, es el más frío compañero alrededor de estrellas G fotografiado hasta el momento.
Dos épocas de observación en mayo y agosto de 2009 establecieron que el candidato no es una estrella de fondo. Se encuentra a una separación proyectada de 29 UA (semieje mayor de Neptuno). La masa del compañero se estima a partir de su brillo y edad. Aunque existe cierta incertidumbre acerca de la edad de la estrella, la masa de la compañera es de aproximadamente 10 masas de Júpiter, con una edad de 700 millones de años. Por lo tanto, el compañero puede ciertamente ser llamado un candidato a planeta gigante.
En otras observaciones de agosto 2009, otro candidato con una masa similar a sólo 18 UA (semieje mayor de Urano), se detectó, sugiriendo que podría ser parte de un sistema planetario con al menos dos planetas gigantes en las órbitas de Neptuno y Urano. Sin embargo, esta hipótesis debe ser confirmada con otras observaciones.
Todas estas observaciones se realizaron con el telescopio Subaru de 8,2 metros en la cima del Mauna Kea, en Hawaii, con el HiCIAO, nuevo instrumento con innovadora técnica de óptica adaptativa para corregir el efecto borroso de la turbulenta atmósfera de la Tierra, en tiempo real. Los datos y las conclusiones que aquí se han obtenido ocurrieron durante la fase de puesta en marcha de HiCIAO.
Aunque el telescopio Subaru ha estado equipado con su anterior coronógrafo CIAO desde 2000, el nuevo instrumento de caza de planetas HiCIAO emplea no sólo el coronógrafo estándar, sino también varias técnicas diferenciales (longitud de onda, polarización, imagen diferencial angular) para suprimir el ruido debido a la perdida residual del halo de luz de la estrella anfitriona. Después de cinco años de desarrollo financiados por las subvenciones de MEXT en ayuda de esfera prioritaria, su desempeño ha demostrado que es más de 10 veces mejor que CIAO.
El descubrimiento actual, obtenido por imagen directa, proporciona información que no se puede adquirir con el método Doppler, y da una comprensión mucho más profunda de los planetas alrededor de las estrellas similares al Sol. Con el fin de detectar y observar directamente exoplanetas y discos, se necesitan instrumentos especiales, tales como coronógrafos para bloquear la luz de una estrella anfitriona brillante y cercana, de modo que objetos débiles próximos puedan ser vistos. Un eclipse total, como el visto en algunas regiones de Japón en julio de 2009, es un “coronógrafo natural” en el que la Luna suprime la luz brillante del Sol. Mediante el uso de imágenes directas, podemos responder a la pregunta, “¿Es el Sistema Solar único en el Universo?”
El telescopio Subaru ha comenzado recientemente sus primeras observaciones estratégicas para la caza de exoplanetas por el método de imagen directa en octubre de 2009. Durante los próximos cinco años, su proyecto estratégico de exploración de exoplanetas y discos SEEDS con HiCIAO estará en la búsqueda de exoplanetas y discos circunestelares en alrededor de 500 estrellas. SEEDS es un proyecto internacional integrado por unos 100 miembros procedentes de Japón, Estados Unidos, Alemania y el Reino Unido. Mediante la detección de más candidatos a planeta similares a los reportados aquí, seremos capaces no sólo de responder a las preguntas acerca de si el Sistema Solar es único, sino también de entender cómo se forman los planetas a partir de los discos protoplanetarios.
Los resultados de esta investigación serán publicados en el Astrophysical Journal Letters (aceptado en 11 de noviembre 2009) con C. Thalmann, del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), de Heidelberg, Alemania, como primer autor.
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Etiquetas: exoplanetas
