Esta Sección de la Liga Iberoamericana de Astronomía tiene como objetivo fundamental: La divulgación de la Ciencia orientada a los Exoplanetas o planetas extrasolares. Vincular y organizar a los Observadores con este interés en particular. La difusión de las nuevas técnicas empleadas por los aficionados para la detección de Exoplanetas. El colectar los reportes de Observadores para futuros proyectos de investigación en colaboración con profesionales.

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Un TRAPPIST-1 más antiguo

TRAPPIST-1 es más antiguo que nuestro sistema solar

Esta ilustración muestra lo que el sistema TRAPPIST-1 podría ser similar a partir de un punto cercano planeta TRAPPIST-1f (a la derecha). Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech

Si queremos saber más acerca de si la vida podría sobrevivir en un planeta fuera de nuestro sistema solar, es importante conocer la edad de su estrella madre. Las estrellas jóvenes tienen lanzamientos frecuentes de radiación denminada llamaradas de alta energía (Flare) que pueden calcinar sus superficies planetarias. Si los planetas se formaron recientemente, sus órbitas también pueden ser inestables. Por otra parte, los planetas que orbitan estrellas más antiguas han sobrevivido a la serie de flares de juventud, pero también se han expuesto a los estragos de la radiación estelar por un período de tiempo más largo.

Los científicos tienen ahora una buena estimación de la edad de uno de los sistemas planetarios más interesantes descubiertos hasta la fecha denominado TRAPPIST-1, un sistema de siete mundos que orbitan alrededor de una estrella enana ultra-fresca del tamaño de la Tierra a unos 40 años-luz de distancia. Los investigadores dicen en un nuevo estudio que el TRAPPIST-1 la estrella es bastante antigua: entre 5,4 y 9,8 mil millones de años. Esto es hasta dos veces mayor que nuestro propio sistema solar, que se formó hace unos 4,5 mil millones de años.

Las siete maravillas de TRAPPIST-1 fueron revelados a principios de este año en una conferencia de prensa de la NASA, utilizando una combinación de los resultados de la planetas en tránsito y planetesimales con un pequeño telescopio en Chile en conjunto con el telescopio espacial Spitzer de la NASA y otros telescopios terrestres. Tres de los planetas TRAPPIST-1 residen en la denominada “zona habitable” de la estrella, que es la distancia orbital donde un planeta de tipo rocoso con una atmósfera “podría” tener agua líquida en su superficie. Los siete planetas son propensos a que la marea gravitacional de su estrella, defina que cada uno de los planetas tenga un lado diurno y otro nocturno perpetuo.

En el momento de su descubrimiento, los científicos creían que el sistema de TRAPPIST-1 tenía que ser de por lo menos 500 millones de años, ya que se trata de una estrella de baja masa (aproximadamente el 8 por ciento que la del Sol), sólo un poco más grande que el planeta Júpiter. Sin embargo, incluso este límite inferior de edad era incierto; en teoría, la estrella podría ser casi tan antigua como el universo mismo. Son las órbitas de este sistema compacto de planetas estable? Podría contener vida con el tiempo suficiente para evolucionar en cualquiera de estos mundos?

“Nuestros resultados realmente ayudan a entender la evolución del sistema TRAPPIST-1, debido a que el sistema tiene que haber persistido durante miles de años. Esto significa que los planetas tenían que evolucionar juntos, de lo contrario el sistema habría desmoronado hace mucho tiempo,” dijo Adam Burgasser, astrónomo de la Universidad de California en San Diego, y el primer autor del artículo. Burgasser asociado con Eric Mamajek, científico del programa adjunto del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA con sede en el JPL, para calcular la edad del TRAPPIST-1. Sus resultados serán publicados en la revista The Astrophysical Journal.

No está claro lo que esto significa “mayor edad para la habitabilidad de los planetas”. Por un lado, las estrellas más viejas tienen menos flares que las estrellas más jóvenes, y Burgasser y Mamajek confirmaron que TRAPPIST-1 es relativamente tranquilo en comparación con otras estrellas enanas ultra frías. Por otra parte, dado que los planetas están tan cerca de la estrella, se ha absorbido durante mil millones de años radiación de alta energía, que podría haber evaporado en sus atmósferas y presentar grandes cantidades de agua. De hecho, el equivalente de un océano de la Tierra puede haber evaporado de cada planeta de TRAPPIST-1 a excepción de los dos más distante de la estrella: los planetas g y h. En como ver nuestro propio sistema solar, Marte es un ejemplo de un planeta que probablemente tenía agua líquida en su superficie en el pasado, pero perdió la mayor parte de sus aguas y la atmósfera a la radiación de alta energía del sol durante mil millones de años.

Sin embargo, la vejez no significa necesariamente que la atmósfera de un planeta se ha erosionado. Dado que los planetas TRAPPIST-1 tienen densidades más bajas que la Tierra, es posible que grandes depósitos de moléculas volátiles tales como el agua pueden producir atmósferas gruesas que protegería las superficies planetarias de las radiaciones nocivas. Una espesa atmósfera también podría ayudar a redistribuir el calor a los lados oscuros de estos planetas con anclaje mareal. Pero esto también podría ser contraproducente en un proceso de “efecto invernadero fuera de control”, en que la atmósfera se vuelve tan gruesa que se recalienta la superficie del planeta -como en el caso de Venus-.

“Si hay vida en estos planetas, me gustaría especular que la vida tiene que ser resistente, ya que tiene que ser capaz de sobrevivir algunos escenarios potencialmente nefastos para los mil millones de años”, dijo Burgasser.

Afortunadamente, las estrellas de poca masa como TRAPPIST-1 tienen temperaturas y luminosidades que permanecen relativamente constantes a lo largo de miles de millones de años, marcada por los acontecimientos de estallidos magnéticos ocasionales. Los tiempos de vida de las diminutas estrellas como TRAPPIST-1 se prevé que ser mucho, mucho más que la edad de 13,7 mil millones de años del universo (el Sol, en comparación, tiene una vida útil de unos 10 mil millones de años).

“Las estrellas mucho más masivas que el Sol consumen su combustible rápidamente, dando más luz a través de millones de años y explotando como supernovas,” dijo Mamajek. “Pero TRAPPIST-1 es como una vela de combustión lenta que brillará por cerca de 900 veces más que la edad actual del universo.”

Algunas de las pistas Burgasser y Mamajek utilizan para medir la edad de TRAPPIST-1 incluyen la rapidez con la estrella se mueve en su órbita alrededor de la Vía Láctea (estrellas más rápidas tienden a ser de mayor edad), la composición química de su atmósfera, y el número de flares en TRAPPIST- 1 que tuvo durante los períodos de su observación. Estas variables apuntaban a una estrella que es sustancialmente mayor que nuestro Sol.

Futuras observaciones con el telescopio espacial Hubble de la NASA y el próximo telescopio espacial James Webb pueden revelar si estos planetas tienen atmósferas, y si tales ambientes son como o parecidos al de la Tierra.

“Estos nuevos resultados proporcionan un contexto útil para futuras observaciones de estos planetas, lo que nos podría dar una gran comprensión de cómo se forman las atmósferas y como evolucionan, y si perduran o no”, dijo Tiffany Kataria, científico exoplanetista del JPL, que no participó en el estudio.

Observaciones futuras con Spitzer podrían ayudar a los científicos a afinar sus estimaciones de las densidades de los planetas de TRAPPIST-1, que trasmiten y dan comprensión de sus composiciones.

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WASP-121b con una estratósfera

Detectan un exoplaneta con una resplandeciente atmósfera de agua

por Amelia Ortiz · Publicada 3 agosto, 2017 ·
3/8/2017 de Hubble site / Nature

Ilustración de artista del exoplaneta gigante de gas WASP-121b. El planeta está tan cerca de su estrella que las fuerzas de marea lo deforman dándole el aspecto de un huevo. La parte superior de la atmósfera del planeta está a 2500 ºC, suficiente para hervir hierro. Es el primer exoplaneta donde se han encontrado pruebas sólidas de la presencia de una estratosfera. Crédito: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI).

Un equipo de científicos ha descubierto la prueba más sólida hasta la fecha de la existencia de una estratosfera en un planeta que no pertenece a nuestro Sistema Solar. Una estratosfera es una capa de la atmósfera donde la temperatura aumenta al crecer la altura.

Los investigadores han estudiado con el telescopio Hubble de NASA/ESA el exoplaneta WASP-121b, un objeto clasificado como “júpiter caliente”. Su masa es 1.2 veces la de Júpiter y su radio es unas 1.9 veces el de Júpiter, lo que significa que está más hinchado. Pero mientras Júpiter gira una vez alrededor de nuestro Sol cada 12 años, WASP-121b tiene un periodo orbital de sólo 1.3 días. Este exoplaneta está tan cerca de su estrella que si se acercara un poco más, la gravedad de la estrella empezaría a romperlo. Esto también significa que la parte de arriba de la atmósfera del planeta está a 2500 ºC, lo suficiente como para que hiervan algunos metales. El sistema de WASP-121b se estima que se halla a unos 900 años-luz de la Tierra, una gran distancia, aunque cerca en estándares galácticos.

Estudios anteriores habían encontrado señales de una estratosfera en el exoplaneta WASP-33b así como en otros jupiteres calientes. El nuevo estudio presenta las mejores pruebas hasta la fecha debido a las señales de moléculas de agua que los investigadores han observado por primera vez. “Los modelos teóricos habían sugerido que las estratosferas pueden definir una clase particular de planetas ultracalientes, con implicaciones importantes para su física y química atmosféricas”, explica Tom Evans (Universidad de Exeter, UK). “Nuestras observaciones apoyan esta imagen”.

En los planetas del Sistema Solar, el cambio en temperatura dentro de una estratosfera es típicamente de unos 56 ºC. En WASP-121b, la temperatura en la estratosfera aumenta en 560 ºC. Los científicos todavía desconocen qué sustancias químicas producen el incremento de temperatura en la atmósfera de WASP-121b. El óxido de vanadio y el óxido de titanio son dos posibles candidatos, ya que se hallan habitualmente en las enanas marrones, estrellas “fallidas” que poseen algunas características en común con los exoplanetas. Algunos compuestos químicos se espera que estén presentes sólo en los más calientes de los jupiteres calientes, ya que las temperaturas altas son necesarias para mantenerlos en estado gaseoso.

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WASP-12b y su posible final ardiente

WASP-12b y su posible final ardiente

por Amelia Ortiz · Publicada 31 julio, 2017 ·
31/7/2017 de AAS NOVA / The Astronomical Journal

Ilustración de artista de WASP-12b, demostrando cómo su órbita muy próxima a la estrella puede producir que ésta arrastre su atmósfera superior y se la robe. Crédito: NASA/ESA/G. Bacon.

Los planetas como Júpiter que tienen órbitas cercanas a las de sus estrellas se ha predicho que caerán en espiral hacia ellas con un trágico final, pero hasta ahora nunca hemos observado ningún ejemplo de esto. ¿Podría WASP-12b proporcionar la primera prueba?

Desde el descubrimiento del primer Júpiter caliente hace más de 20 años, hemos estudiado varios de estos exoplanetas peculiares. A pesar de nuestras muchas observaciones, aún nos faltan por detectar dos fenómenos predichos para los jupiteres calientes debido a las largas escalas temporales necesarias para identificarlos: el deterioro de la órbita por fuerzas de marea y la precesión del periastro (cambio de la posición del punto de la órbita del planeta más cercano a la estrella).

WASP-12b posee un periodo orbital de 1.09 días, uno de los periodos más cortos observados en un planeta gigante. Ha sido monitorizado durante una década, lo que le convierte en un importante objetivo para el estudio de estos efectos a largo plazo.

Kishore Patra (Massachusetts Institute of Technology) y su equipo, realizando más observaciones del sistema y creando nuevos modelos de la órbita, han demostrado que ésta ciertamente cambia con el paso del tiempo. Las observaciones encajan con un modelo en el que la órbita del planeta se está degradando debido a fuerzas gravitatorias de marea, aunque no puede descartarse por completo un ciclo de precesión del periastro de 14 años. Los autores piensan que con unos pocos años más de observaciones será posible determinar cuál de los dos fenómenos está teniendo lugar.

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Otros factores afectan las zonas habitables

Hay más en la vida que la zona habitable

por Amelia Ortiz · Publicada 14 julio, 2017 ·
14/7/2017 de CfA / International Journal of Astrobiology / The Astrophysical Journal Letters

Ilustración de artista del sistema de exoplanetas TRAPPIST-1. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt.

Dos equipos distintos de científicos han identificado problemas importantes para el desarrollo de la vida en el que recientemente se ha convertido en el más famosos de los sistemas de exoplanetas, TRAPPIST-1. Los equipos, ambos dirigidos por investigadores del CfA (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) afirman que el comportamiento de la estrella en el sistema de TRAPPIST-1 hace mucho menos probable de lo que se pensaba que los planetas que están allí puedan albergar vida.

La estrella de TRAPPIST-1 es una enana roja, mucho más débil y menos masiva que el Sol. Gira rápidamente y genera llamaradas energéticas de radiación ultravioleta.

El primer equipo, constituido por Manasvi Lingam y Avi Loeb, consideró muchos factores que podrían afectar a las condiciones en la superficie de los planetas que se encuentran en órbita alrededor de enanas rojas. En particular, tres de los planetas del sistema de TRAPPIST-1 se encuentran dentro de la zona de habitabilidad. “El concepto de zona de habitabilidad está basado en que los planetas se encuentren en órbitas donde pueda existir agua líquida”, explica Lingam. Pero, “debido a la agresión por parte de la radiación de la estrella, nuestros resultados sugieren que la atmósfera de los planetas del sistema TRAPPIST-1 quedaría casi totalmente destruida”, comenta Loeb. “Esto perjudicaría a las posibilidades de que se formara vida o de que persistiera”.

En un estudio separado, otro equipo de astrónomos ha descubierto que la estrella de TRAPPIST-1 supone otra amenaza más para la vida en los planetas que la rodean. Como el Sol, la enana roja de TRAPPIST-1 está enviando al espacia un flujo de partículas. Sin embargo, la presión de este viento sobre sus planetas es entre 1000 y 100 000 veces mayor que la del viento solar sobre la Tierra. Esto desprendería parte de la atmósfera de los planetas o podría incluso vaporizarla completamente.

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Nacimiento de supertierra

Estudian el nacimiento de una supertierra

por Amelia Ortiz · Publicada 13 julio, 2017 ·
13/7/2017 de University of Arizona / The Astrophysical Journal

Esta es una ilustración de artista de una estrella joven rodeada por un disco protoplanetario en el que se están formando planetas (no mostrados a escala). Crédito: ESO / L. Calçada.

Un nuevo modelo de creación de sistemas planetarios jóvenes aporta una solución fresca a un misterio que ha preocupado a los astrónomos desde que las nuevas tecnologías de detección y las misiones de búsqueda de planetas, como el telescopio espacial Kepler de NASA, han revelado miles de planetas en órbita alrededor de otras estrellas: aunque la mayoría de estos exoplanetas se encuentra en la categoría de las llamadas supertierras (cuerpos con masa entre la de la Tierra y Neptuno) la mayoría de las estructuras observadas en sistemas planetarios nacientes se pensaba que necesitaban de la presencia de planetas mucho más masivos, rivalizando o dejando pequeño a Júpiter, el gigante de gas de nuestro Sistema Solar.

“Proponemos un escenario que anteriormente se consideraba imposible: cómo una supertierra puede crear varios huecos en el disco”, explica Ruobing Dong (Observatorio Steward). “Por primera vez podemos reconciliar las misteriosas estructuras del disco que observamos y la población de planetas que se encuentran con más frecuencia en nuestra galaxia”.

En 2014 y 2016 el conjunto de radio antenas de ALMA tomó imágenes de los discos protoplanetarios de las estrellas HL Tauri y TW Hydrae, respectivamente, revelando los mayores detalles observados hasta la fecha en discos protoplanetarios, demostrando que algunas estructuras son difíciles, si no imposibles, de explicar con los modelos actuales de formación de planetas, según Dong.”Entre los huecos de HL Tauri y TW Hydrae revelados por ALMA, dos parejas de ellos son extremadamente estrechos y están muy cercanos entre sí. En la teoría convencional, es difícil que un planeta abra huecos así en el disco. Nunca pueden ser tan estrechos y estar tan cerca uno del otro debido a los procesos físicos involucrados”.

En el caso de HL Tauri y TW Hydrae, deberían de ser dos planetas cuyas órbitas estuvieran muy cercanas, un escenario que no sería estable con el tiempo y que, por tanto, es poco probable. El modelo creado por Dong y sus colaboradores resulta de lo que llaman observaciones sintéticas, simulaciones que tienen exactamente el mismo aspecto que lo que ALMA vería en el cielo. El equipo de Dong consiguió esto manipulando los parámetros introducidos en la simulación de la evolución del disco protoplanetario, como asumir una viscosidad baja y añadir polvo a la mezcla. Con este modelo, “una supertierra resultó ser suficiente para crear los anillos múltiples y los múltiples huecos estrechos que se observan realmente en el cielo”. Aún más importante, las observaciones sintéticas no necesitaron que se incluyeran gigantes de gas del tamaño de Júpiter o mayores.

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Extraño planeta fuera de los modelos

Un extraño planeta en órbita alrededor de una estrella que gira rápidamente no encaja en los modelos existentes de formación de planetas

por Amelia Ortiz · Publicada 12 julio, 2017 ·
12/7/2017 de Max Planck Institute for Astronomy / Astronomy & Astrophysics

Imagen del planeta HIP 65426b (abajo a la izquierda), obtenida con el instrumento SPHERE. SPHERE ha bloqueado físicamente la luz de la estrella central (la región marcada por el círculo) para que los planetas con luz mucho más débil sean detectables. La luz recibida desde el planeta permite deducir sus propiedades, en este caso la presencia de agua y de nubes rojizas. Crédito: Chauvin et al. / SPHERE.

Un equipo de astrónomos ha descubierto un raro planeta masivo similar a Júpiter, caliente, en órbita alrededor de una estrella que está girando extremadamente rápido. El descubrimiento ha generado preguntas sobre la formación de planetas ya que los modelos actuales no explican ni la relativamente pequeña masa del planeta ni la gran distancia a su estrella progenitora.

El nuevo sistema planetario HIP 65426 posee una estrella central que gira muy rápidamente (150 veces más rápido que el Sol), no existe el disco de gas que se esperaría en un sistema de 14 millones de años de edad, tiene un planeta lejano y por todo esto el sistema no encaja en los modelos ya existentes de cómo se originan los sistemas planetarios.

Los planetas se forman en discos gigantescos de polvo y gas que rodean estrellas jóvenes. En los sistemas jóvenes que han sido descubiertos hasta ahora normalmente existen restos del disco todavía visibles. Además hay cierto grado de correlación en masa: las estrellas masivas tienden a tener discos más masivos, formando planetas también con mayor masa.

Pero no es el caso del sistema de HIP 65426. Gael Chauvin (Universidad de Grenoble y Universidad de Chile) explica: “Esperaríamos que un sistema planetario así de joven todavía tuviera este disco de polvo, que aparecería en nuestras observaciones. HIP 65426 no posee un disco de este tipo que se conozca por el momento, siendo ésta una primera indicación de que no encaja en nuestros modelos clásicos de formación planetaria”. Además el planeta solo tiene 1,5 el diámetro de Júpiter y entre 6 y 12 veces su masa (por el tamaño de su estrella debería de ser mucho mayor) y está a más de tres veces la distancia de Neptuno al Sol, donde no se esperaría encontrar ningún planeta gigante como este.

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Kepler: muchas ahora son estrellas binarias

Las estrellas escondidas hacen que los planetas parezcan más pequeños

por Amelia Ortiz · Publicada 12 julio, 2017 ·
12/7/2017 de JPL / The Astronomical Journal

Estas viñetas explican por qué los tamaños de algunos exoplanetas puede que tenga que ser revisados en los casos en los que hay una segunda estrella en el sistema. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

En la búsqueda de planetas similares al nuestro, un punto importante en la comparación es la densidad del planeta. Una densidad baja nos indica que un planeta tiene mayor probabilidad de ser gaseoso como Júpiter y una densidad alta está asociada con planetas rocosos como la Tierra. Pero un estudio nuevo sugiere que algunos son menos densos de lo que se pensaba debido a la presencia de una segunda estrella escondida en sus sistemas.

Cuando los telescopios miran a lugares particulares del cielo no siempre pueden distinguir entre una estrella o dos. Un sistema de dos estrellas en órbitas próximas entre sí puede aparecer en las imágenes como un punto solo de luz, incluso para observatorios sofisticados como el telescopio espacial Kepler de NASA. Esto puede tener consecuencias importantes al determinar el tamaño de los planetas que están en órbita alrededor de una sola de las estrellas.

Investigaciones recientes han demostrado que muchas de las estrellas en las que Kepler ha encontrado planetas poseen compañeras binarias. En algunos casos, los diámetros de los planetas en órbita alrededor de esas estrellas fueron calculados sin tener en consideración la estrella compañera. Esto significa que las estimaciones de sus tamaños son más pequeñas y sus densidades más altas que los valores reales.

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