51 Pegasi B: El Primer Exoplaneta Detectado Directamente Espectroscópicamente En Luz Visible

Primera detección directa del espectro de luz visible de un exoplaneta

La vista de este artista muestra el exoplaneta caliente Júpiter 51 Pegasi b, a veces denominado Belerofonte, que orbita una estrella a unos 50 años luz de la Tierra en la constelación norteña de Pegaso (El Caballo Alado). Este fue el primer exoplaneta alrededor de una estrella normal que se encontró en 1995. Veinte años más tarde, este objeto fue también el primer exoplaneta en ser detectado directamente espectroscópicamente en luz visible.

Utilizando el ARPAS máquina cazadora de planetas, los astrónomos han realizado la primera detección directa del espectro de luz visible reflejada en un exoplaneta .

Las nuevas observaciones también revelaron nuevas propiedades de este famoso objeto, el primer exoplaneta jamás descubierto alrededor de una estrella normal: 51 Pegasi b. El resultado promete un futuro emocionante para esta técnica, particularmente con la llegada de instrumentos de próxima generación, como ESPRESSO, en el VLT, y futuros telescopios, como el E-ELT.

El exoplaneta 51 Pegasi b [1] se encuentra a unos 50 años luz de la Tierra en la constelación de Pegaso. Fue descubierto en 1995 y siempre será recordado como el primer exoplaneta confirmado que se encuentre orbitando una estrella ordinaria como el Sol [2]. También se le considera como el arquetipo caliente Júpiter – una clase de planetas que ahora se sabe que son relativamente comunes, que son similares en tamaño y masa a Júpiter, pero orbitan mucho más cerca de sus estrellas madres.

Desde ese descubrimiento histórico, se han confirmado más de 1900 exoplanetas en 1200 sistemas planetarios, pero, en el año del vigésimo aniversario de su descubrimiento, 51 Pegasi b regresa al anillo una vez más para proporcionar otro avance en los estudios de exoplanetas.

El equipo que hizo esta nueva detección fue liderado por Jorge Martins del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) y la Universidade do Porto, Portugal, quien actualmente es estudiante de doctorado en ESO en Chile. Utilizaron el instrumento HARPS en el telescopio ESO de 3,6 metros en el Observatorio La Silla en Chile.

Actualmente, el método más utilizado para examinar la atmósfera de un exoplaneta es observar el espectro de la estrella anfitriona a medida que se filtra a través de la atmósfera del planeta durante el tránsito, una técnica conocida como espectroscopia de transmisión. Un enfoque alternativo es observar el sistema cuando la estrella pasa frente al planeta, lo que proporciona principalmente información sobre la temperatura del exoplaneta.

La nueva técnica no depende de encontrar un tránsito planetario, por lo que potencialmente se puede utilizar para estudiar muchos más exoplanetas. Permite detectar directamente el espectro planetario en luz visible, lo que permite inferir diferentes características del planeta inaccesibles a otras técnicas.

El espectro de la estrella anfitriona se utiliza como plantilla para guiar la búsqueda de una firma de luz similar que se espera que se refleje en el planeta cuando describe su órbita. Esta es una tarea extremadamente difícil ya que los planetas son increíblemente tenues en comparación con sus deslumbrantes estrellas madres.

La señal del planeta también es fácilmente inundada por otros pequeños efectos y fuentes de ruido [3]. Frente a tal adversidad, el éxito de la técnica cuando se aplica a los datos HARPS recopilados en 51 Pegasi b proporciona una prueba de concepto extremadamente valiosa.


La vista de este artista muestra el exoplaneta de Júpiter 51 Pegasi b, a veces denominado Belerofonte, que orbita una estrella a unos 50 años luz de la Tierra en la constelación norteña de Pegaso (El caballo alado).

Jorge Martins explica: “Este tipo de técnica de detección es de gran importancia científica, ya que nos permite medir la masa real del planeta y la inclinación orbital, fundamental para comprender mejor el sistema. También nos permite estimar la reflectividad del planeta, o albedo, que puede usarse para inferir la composición tanto de la superficie como de la atmósfera del planeta ”.

Se encontró que 51 Pegasi b tenía una masa aproximadamente la mitad de la de Júpiter y una órbita con una inclinación de unos nueve grados en la dirección a la Tierra [4]. El planeta también parece tener un diámetro mayor que Júpiter y ser muy reflectante. Estas son propiedades típicas de un Júpiter caliente que está muy cerca de su estrella madre y está expuesto a una intensa luz estelar.

HARPS fue esencial para el trabajo del equipo, pero el hecho de que el resultado se obtuviera utilizando el telescopio ESO de 3,6 metros, que tiene un rango de aplicación limitado con esta técnica, es una noticia emocionante para los astrónomos. Los equipos existentes como este serán superados por instrumentos mucho más avanzados en telescopios más grandes, como los de ESO. Telescopio muy grande y el futuro telescopio europeo extremadamente grande [5].

“Ahora estamos esperando ansiosamente la primera luz del espectrógrafo ESPRESSO en el VLT para poder hacer estudios más detallados de este y otros sistemas planetarios”, concluye Nuno Santos, de la IA y Universidade do Porto, quien es coautor de el nuevo papel.

Notas

[1] Tanto 51 Pegasi by su estrella anfitriona 51 Pegasi se encuentran entre los objetos disponibles para el nombramiento público en el concurso NameExoWorlds de la IAU.

[2] Se detectaron dos objetos planetarios anteriores orbitando en el entorno extremo de un pulsar .

[3] El desafío es similar a tratar de estudiar el tenue brillo reflejado por un pequeño insecto que vuela alrededor de una luz distante y brillante.

[4] Esto significa que la órbita del planeta está cerca de estar en el borde visto desde la Tierra, aunque esto no es lo suficientemente cerca como para que se produzcan tránsitos.

[5] ESPRESSO en el VLT, y más tarde instrumentos aún más potentes en telescopios mucho más grandes como el E-ELT, permitirán un aumento significativo en la precisión y el poder de recolección, ayudando a la detección de exoplanetas más pequeños, al tiempo que proporciona un aumento en el detalle. en los datos de planetas similares a 51 Pegasi b.

Publicación : Evidencia de una detección espectroscópica directa de luz reflejada de 51 Pegasi b, ”A&A 576, A134 (2015); doi: 10.1051 / 0004-6361 / 201425298

Imagen: ESO / M. Kornmesser / Nick Risinger

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