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Nueva técnica permite estudiar las atmósferas de los exoplanetas
Publicado por: Comunicado de Prensa
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Por primera vez, una nueva e ingeniosa t√©cnica ha permitido a los astr√≥nomos estudiar la atm√≥sfera de un exoplaneta en detalle ‚ÄĒ incluso sin la necesidad de que pase delante de su estrella anfitriona. Un equipo internacional ha utilizado el Very Large Telescope (VLT) de ESO para captar directamente el d√©bil brillo del planeta Tau Bo√∂tis b. Por primera vez, han estudiado la atm√≥sfera del planeta y medido su √≥rbita y su masa de forma muy precisa ‚ÄĒ resolviendo as√≠ un antiguo problema con quince a√Īos de antig√ľedad.

Sorprendentemente, el equipo tambi√©n ha descubierto que la atm√≥sfera del planeta parece m√°s fr√≠a cuanto m√°s se aleja de la superficie, lo contrario de lo que se esperaba. Los resultados se publicar√°n en el n√ļmero del 28 de junio de 2012 de la revista Nature.

El planeta Tau Bo√∂tis b [1] fue uno de los primeros exoplanetas descubiertos en 1996, y sigue siendo uno de los exoplanetas m√°s cercanos que se conocen. Pese a que su estrella anfitriona es f√°cilmente visible a simple vista, obviamente el propio planeta no lo es, y hasta el momento solo pod√≠a detectarse por sus efectos gravitatorios sobre la estrella. Tau Bo√∂tis b es un gran ‚ÄúJ√ļpiter caliente‚ÄĚ que orbita muy cerca de su estrella anfitriona.

Como muchos exoplanetas, este no transita el disco de su estrella (como en el reciente tránsito de Venus). Hasta ahora estos tránsitos eran esenciales para permitir el estudio de las atmósferas exoplanetarias: cuando un planeta pasa frente a su estrella las propiedades de su atmósfera quedan impresas en la luz de la estrella. Como no hay luz estelar que brille a través de la atmósfera de Tau Boötis b hacia nosotros, la atmósfera del planeta no ha podido ser estudiada antes.

Pero ahora, tras 15 a√Īos intentando estudiar el d√©bil brillo que emiten exoplanetas de tipo J√ļpiter calientes, los astr√≥nomos han podido finalmente estudiar, de forma fidedigna, la estructura de la atm√≥sfera de Tau Bo√∂tis b y deducir su masa de un modo preciso por primera vez. El equipo utiliz√≥ el instrumento CRIRES [2], instalado en el Very Large Telescope (VLT) en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile. Combinaron observaciones infrarrojas de alta calidad (en longitudes de onda de alrededor de 2,3 micras) [3] con un nuevo e ingenioso truco para extraer la d√©bil se√Īal del planeta a partir de la luz mucho m√°s potente emitida por la estrella anfitriona [4].

El investigador principal de este trabajo, Matteo Brogi (Observatorio Leiden, Pa√≠ses Bajos) explica: ‚ÄúGracias a las observaciones de alta calidad proporcionadas por el VLT y CRIRES fuimos capaces de estudiar el espectro del sistema con el nivel de detalle m√°s alto logrado hasta el momento. Solo un 0.01% de la luz que vemos viene del planeta, y el resto proviene de la estrella, por lo que no fue f√°cil‚ÄĚ.

La mayor√≠a de los planetas alrededor de otras estrellas fueron descubiertos por sus efectos gravitatorios sobre las estrellas anfitrionas, lo que limita la informaci√≥n que puede obtenerse de su masa: solo permiten obtener un l√≠mite inferior para la masa de un planeta [5]. La nueva t√©cnica pionera es mucho m√°s poderosa. Ver directamente la luz del planeta ha permitido a los astr√≥nomos medir el √°ngulo de la √≥rbita del planeta y, de ah√≠, extraer su masa con precisi√≥n. Trazando los cambios en el movimiento del planeta a medida que orbita a su estrella, el equipo ha determinado por primera vez, de forma fidedigna, que Tau Bo√∂tis b orbita a su estrella anfitriona con un √°ngulo de 44 grados y tiene seis veces la masa del planeta J√ļpiter.

‚ÄúLas nuevas observaciones de VLT resuelven un problema de 15 a√Īos de antig√ľedad: resolver la masa de Tau Bo√∂tes b. Y la nueva t√©cnica tambi√©n significa que, a partir de ahora, podremos estudiar las atm√≥sferas de los exoplanetas que no transitan a sus estrellas, as√≠ como medir sus masas de forma precisa, lo cual antes era imposible‚ÄĚ, afirma Ignas Snellen (Observatorio de Leiden, Pa√≠ses Bajos), co-autor del art√≠culo. ‚ÄúEs un gran paso adelante.‚ÄĚ

Adem√°s de detectar el brillo de la atm√≥sfera y de medir la masa de Tau Bo√∂tes b, el equipo ha estudiado su atm√≥sfera y medido la cantidad de mon√≥xido de carbono existente, as√≠ como la temperatura a diferentes alturas por medio de una comparaci√≥n hecha entre las observaciones y unos modelos te√≥ricos. Uno de los resultados m√°s sorprendentes de este trabajo ha sido que las nuevas observaciones indicaban una atm√≥sfera con una temperatura que desciende a medida que aumenta la altura. Este resultado es exactamente el opuesto a la inversi√≥n t√©rmica ‚ÄĒ un aumento en la temperatura a mayor altitud ‚ÄĒ encontrado en otros exoplanetas tipo J√ļpiter [6] [7].

Las observaciones del VLT muestran que la espectroscop√≠a de alta resoluci√≥n de telescopios basados en tierra es una herramienta muy √ļtil para un an√°lisis detallado de las atm√≥sferas de los planetas que no hacen tr√°nsito estelar. La detecci√≥n de diferentes mol√©culas en el futuro, permitir√° a los astr√≥nomos aprender m√°s sobre las condiciones atmosf√©ricas de los planetas. Haciendo medidas a lo largo de la √≥rbita del planeta, los astr√≥nomos podr√≠an incluso ser capaces de detectar cambios atmosf√©ricos entre la ma√Īana y la tarde del planeta.

“Este estudio muestra el enorme potencial de los telescopios basados en tierra, tanto de los ya existentes como de los que llegar√°n en el futuro, como el E-ELT. Tal vez alg√ļn d√≠a, utilizando esta t√©cnica, encontremos evidencias de actividad biol√≥gica en planetas similares a la Tierra‚ÄĚ, concluye Ignas Snellen.

ESO

ESO

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