La búsqueda de planetas similares a la Tierra - y la vida - más allá del sistema solar ha sido durante mucho tiempo la materia de la ciencia ficción y la fantasía. Pero los telescopios terrestres y espaciales de la actualidad, instrumentos de precisión y técnicas de análisis avanzadas han hecho esta búsqueda un área activa de investigación científica real. Cientos de mundos terrestres se han encontrado en los últimos años, incluyendo un puñado a la distancia adecuada de su huésped estrella para tener condiciones susceptibles de agua líquida en sus superficies rocosas. Los astrónomos se centran en planetas en estas " zonas habitables " en la búsqueda de vida fuera de la Tierra.
Ahora, por primera vez , nuestro equipo internacional ha descubierto planetas del tamaño de alrededor de un tipo de estrella tan extrema que se refiere como una "enana ultracool." Esta es la primera vez que los planetas se han encontrado alrededor de las estrellas de menor masa, e indica que pueden ser los terrenos de caza ideales para mundos habitables más allá del sistema solar.
Cambiando el enfoque en la búsqueda
Recientemente, los astrónomos han comenzado a centrar su búsqueda de planetas similares a la Tierra fuera de brillantes, estrellas similares al Sol, a estrellas de baja masa dimmer, más frías llamados enanas M. Estas estrellas, mientras que mucho más numerosos en la Vía Láctea, son demasiado débiles para ser visto a simple vista.
Sin embargo, sus diámetros relativamente pequeños - menos de la mitad de la anchura del Sol - hacen que sea más fácil detectar planetas tamaño de la Tierra que orbitan alrededor de ellos usando una técnica común que se llama el método de tránsito . Un tránsito ocurre cuando un planeta pasa entre nosotros y su estrella, lo que resulta en una muy ligera atenuación aparente de la estrella mientras el planeta bloquea una parte de su luz.
La alineación del planeta y la estrella debe ser adecuado para un tránsito para ser visto, por lo que la probabilidad de que esto ocurra es pequeño, y por lo general sólo ocurre si el planeta orbita muy cerca de su estrella. Afortunadamente, la zona habitable alrededor de una enana fría M también está más cerca de lo que es alrededor de una estrella más caliente como el Sol, por lo que transitan planetas como la Tierra en estos sistemas tienen una mayor probabilidad de tener las condiciones necesarias para tener agua líquida en su superficie.
Por desgracia, la cantidad débil de la luz emitida por las enanas M restringe la búsqueda de tránsitos planetarios a aquellas estrellas más cercanas al Sol, y requiere de telescopios más grandes.
TRAPENSE-1 y sus planetas
Es una proeza técnica y científica, entonces, que nuestro equipo internacional de astrónomos ha encontrado los primeros planetas similares a la Tierra alrededor de una de las mejores y más pequeñas enanas M cerca del Sol Estas estrellas "enanas ultra fría" son una mera décima parte del diámetro del Sol y 2.000 veces más débiles.
Los planetas fueron hallados por el método de tránsito , utilizando una instalación llamadaTRAPENSE (planetas en tránsito y planetesimales pequeño telescopio), un telescopio de 60 cm en el Observatorio de La Silla, en Chile, optimizados para buscar pequeñas variaciones en la tenue luz emitida por las enanas ultra frías. El truco consiste en vigilar a la luz del infrarrojo cercano, una forma de radiación con longitudes de onda más larga que la luz visible a nuestros ojos pueden percibir (radiación infrarroja se utiliza a menudo para los controles remotos de televisión). Durante el año pasado, mis colegas en el equipo TRAPENSE han supervisado varias docenas de enanas ultra frías para buscar las señales de tránsito tenue característico de un planeta del tamaño, apenas uno por ciento de inmersión en la ya débil luz que emiten.
En septiembre de 2015, encontraron su primera señal de una estrella a la que han llamado TRAPENSE-1, que se encuentra a sólo 40 años luz de distancia de nosotros. Durante los próximos meses se encontraron más. En total, los astrónomos han deducido la presencia de tres planetas del tamaño, todas en órbitas muy cercanas a la estrella, con períodos orbitales ( "años") que van desde 1,5 días a 73 días.
Para tener tales periodos orbitales cortos, los planetas deben estar extremadamente cerca de su estrella, entre 1 / 100th y 1/10 de la distancia entre el Sol y la Tierra. Esto está más cerca que Mercurio del Sol, y una pequeña órbita tan sería quemar a un planeta en nuestro sistema solar. Sin embargo, alrededor de TRAPENSE-1 estas órbitas son en y alrededor de la zona habitable.
El interior de dos planetas reciben dos y cuatro veces más energía luminosa de su estrella que la Tierra recibe del Sol, y mientras que las superficies altamente reflectantes pueden hacer estos mundos lo suficientemente fría para el agua líquida, que son probablemente más como Venus - planetas calientes en los que el agua se ha evaporado en la atmósfera - que la Tierra. Pero el tercer planeta, TRAPENSE-1d, recibe entre 20 por ciento y el 100 por ciento de la luz de la estrella que la Tierra hace de nuestro Sol ( insolación ), por lo que orbita a la distancia adecuada para tener agua líquida en su superficie, y es potencialmente un Tierra- mundo como.
Llenar la imagen planetaria
Estar a la distancia adecuada para tener agua líquida superficial no garantiza que un planeta del tamaño es realmente similar a la Tierra.
En primer lugar, la proximidad de estos planetas a su estrella significa que es probable "anclaje mareal," obligado a girar a la misma velocidad a medida que orbitan la estrella, de manera que un lado del planeta está en el día perpetuo y un lado en una noche perpetua .(Fijación de marea es por eso que siempre vemos la misma cara de la luna de la Tierra.) Aunque desde hace tiempo se ha considerado que esta configuración sería impedir la existencia de agua líquida superficial, trabajos recientes sugieren que estos mundostodavía pueden tener regiones de habitabilidad .
La composición y la circulación de la atmósfera, si es que existe, también juega un papel importante en la habitabilidad, ya sea al reflejar la luz estelar o atrapando el calor a través del efecto invernadero.
Por último, tanto la actividad tectónica y la existencia de un campo magnético planetario de protección pueden jugar un papel. Las fuerzas tectónicas son de particular interés para la más interna planeta, TRAPENSE-1b, que puede ser exprimida y se extendía por las fuerzas de marea de la estrella madre, calentándolo desde el interior y producir el tipo de volcanismo extenso que vemos en la luna Io de Júpiter.
Las observaciones obtenidas por TRAPENSE no nos pueden decir nada acerca de estos detalles planetarios, pero el telescopio espacial James Webb deberían decirnos más cuando se puso en marcha en 2018. Este reemplazo avanzado para el telescopio espacial Hubble tendrán la sensibilidad para detectar la aún más pequeña señal de la absorción por los planetas durante su tránsito. Impreso en esta señal será los patrones de absorción químicas de los gases presentes en la atmósfera, que pueden incluir los gases biogénicos tales como oxígeno, metano y óxido nitroso, o gases volcánicos tales como dióxido de azufre.
El equipo TRAPENSE pronto comenzará la siguiente fase de su búsqueda de mundos similares a la Tierra alrededor de ultracool empequeñece con la spéculoos (búsqueda de planetas habitables eclipsando ultra-fresco Estrellas) encuesta. Este programa hará un seguimiento de las 500 enanas ultra frías más cercanos utilizando cuatro telescopios robóticos de 1 metro en Cerro Paranal, Chile. La construcción del sitio ya está en marcha, y el equipo está a la espera de la expansión de nuestro censo de mundos habitables alrededor de las inmediaciones de las estrellas más pequeñas.
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