Un equipo de investigadores presentó resultados que posiblemente validarían, por primera vez, un exoplaneta análogo a Júpiter que eclipsa a su estrella. Una primera versión del artículo ya está disponible en arXiv.
El método de tránsitos
Esquema del método de tránsitos para la detección de exoplanetas.
El satélite Kepler de la NASA se encuentra en órbita desde el año 2009, y tiene como misión la detección de exoplanetas mediante el método de tránsitos.
Este método busca detectar el mismo efecto que se produce cuando, desde tierra, observamos un eclipse de Sol. En este caso, vemos que la Luna se interpone en la línea de visión entre la Tierra y el Sol, y como resultado la luz del Sol se ve bloqueada durante algunos instantes.
Si en lugar del Sol observamos una estrella, y un planeta que orbita a esa estrella se cruza en nuestra línea de visión, también observaremos un eclipse. El efecto es muchísimo menor, y se necesitan instrumentos con mucha precisión para detectarlos.
En la mayoría de los casos, un eclipse no es suficiente. Para que el efecto sea detectable (y para determinar el periodo del planeta que transita), lo que hacen los astrónomos es juntar muchos datos y sobreponer los eclipses. En inglés, esta técnica se conoce como phase folding.
Por esta razón, la técnica de tránsitos es mucho más sensible a planetas de periodo corto, ya que estos eclipsan su estrella múltiples veces en un periodo de tiempo corto.
Ejemplo de “phase folding” de dos estrellas que se eclipsan entre sí. En la parte superior se aprecian los tránsitos individuales (el más profundo en línea punteada roja y el más leve en verde). En el gráfico inferior se puede ver en detalle cada tránsito completo gracias a la superposición de los tránsitos individuales. Howell et al. 2010.
Análogos a Júpiter
Los exoplanetas análogos a Júpiter (Jupiter analogs o Jupiter-like planets en inglés) son planetas que tienen una masa, periodo y excentricidad de su órbita comparables a la de Júpiter. Los parámetros exactos varían según el artículo, pero a modo de ejemplo mencionamos el trabajo de Rowan et al. 2015, quien considera como análogos a Júpiter los planetas que cumplen con:
5 ≤ P ≤ 15 años
0.3 ≤ M ≤ 3 veces la Masa de Júpiter
e ≤ 0.3,
donde P es el periodo, M la masa y e la excentricidad.
Como estos planetas se encuentran tan lejos de su estrella (y por ende, sus periodos son tan largos), el método de tránsitos no es para nada el ideal para detectarlos. La mayor parte de ellos se han detectado con la técnica de velocidades radiales. ¿Qué hace que una técnica sea mejor que otra? Con las velocidades radiales nos toma muy poco tiempo comenzar a ver una variación debida a un planeta. Luego, sólo hay que seguirlo por al menos un periodo completo. En el caso de los tránsitos, podríamos estar 15 años observando una estrella sin ver nada, en busca de un evento (tránsito) que dura sólo algunas horas.
A la izquierda un ejemplo de lo que se observaría para un planeta que transita, con un periodo de 15 años. Sólo un evento de algunas horas. A la derecha, lo que se esperaría en velocidades radiales, una variación continua.
El caso de Kepler-167 e
El candidato a exoplaneta se encuentra en un sistema con otros 3 planetas descubiertos previamente (Kepler-167 b, c y d). Esos 3 corresponden a super Tierras (planetas rocosos más masivos que la Tierra) en órbitas mucho más cortas.
En los datos disponibles en el archivo público de Kepler se encontraron dos eclipses correspondientes a Kepler-167 e, y a partir de esto se pudieron inferir algunas de sus características (barras de error en el artículo):
Radio: 0.91 Radios de Júpiter
Excentricidad: 0.06
Periodo: 1071.23 días
Según las estimaciones de los autores del estudio, se espera que en la base de datos de Kepler se encuentren alrededor de 10 estrellas con planetas de características similares.
Se espera que se pueda confirmar este candidato con otras técnicas (como velocidades radiales) para lograr determinar otros parámetros como la masa del planeta.
Sistemas como estos son muy interesantes ya que nos permiten comparar con nuestro propio Sistema Solar y comparar con diversos modelos de formación planetaria.
Este estudio representa un gran avance en la utilización de la técnica de tránsitos para planetas de periodos largos.
Fuente: A TRANSITING JUPITER ANALOG, Kipping et al. 2016
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