A medida que más y más exoplanetas son identificados y confirmados por varios métodos de observación, el "santo grial" aún escurridizo es el descubrimiento de un mundo verdaderamente similar a la Tierra ... una de las características de la cual es la presencia de agua líquida. Y si bien es cierto que antes se había identificado agua en las espesas atmósferas de los exoplanetas de "Júpiter caliente", ahora se ha utilizado una nueva técnica para detectar su firma espectral en otro mundo gigante fuera de nuestro sistema solar, lo que podría allanar el camino para aún más tales descubrimientos
Investigadores de Caltech, Penn State University, el Laboratorio de Investigación Naval, la Universidad de Arizona y el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica se han unido en un proyecto financiado por NSF para desarrollar una nueva forma de identificar la presencia de agua en atmósferas de exoplanetas.
Los métodos anteriores se basaban en casos específicos, como cuando los exoplanetas, en este punto todos los "Júpiter calientes", planetas gaseosos que orbitan cerca de sus estrellas anfitrionas, estaban en el proceso de transitar sus estrellas tal como se ven desde la Tierra.
Esto, desafortunadamente, no es el caso para muchos planetas extrasolares ... especialmente aquellos que no fueron (o no serán) descubiertos por el método de tránsito utilizado por observatorios como Kepler.
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Entonces, los investigadores recurrieron a otro método para detectar exoplanetas: velocidad radial o RV. Esta técnica utiliza luz visible para observar el movimiento de una estrella para el bamboleo muy leve creado por el "tirón" gravitacional de un planeta en órbita. Los cambios Doppler en la luz de la estrella indican movimiento de una manera u otra, similar a cómo el efecto Doppler aumenta y disminuye el tono de la bocina de un automóvil a medida que pasa.
Pero en lugar de usar longitudes de onda visibles, el equipo se zambulló en el espectro infrarrojo y, utilizando el espectrógrafo Echelle de infrarrojo cercano (NIRSPEC) en el Observatorio WM Keck en Hawai, determinó la órbita del relativamente caliente Júpiter tau Boötis b ... y en el proceso utilizó su espectroscopía para identificar moléculas de agua en su cielo.
“La información que obtenemos del espectrógrafo es como escuchar una actuación de orquesta; escuchas toda la música juntos, pero si escuchas con atención, puedes elegir una trompeta o un violín o un violonchelo, y sabes que esos instrumentos están presentes ", dijo Alexandra Lockwood, estudiante graduada en Caltech y primer autor del estudiar. “Con el telescopio, ves toda la luz al mismo tiempo, pero el espectrógrafo te permite elegir diferentes piezas; como esta longitud de onda de luz significa que hay sodio, o esta significa que hay agua ".
Observaciones previas de tau Boötis b con el VLT en Chile habían identificado monóxido de carbono, así como temperaturas más altas en su atmósfera.
Ahora, con esta técnica probada de IR RV, las atmósferas de los exoplanetas que no se cruzan frente a sus estrellas desde nuestro punto de vista también se pueden analizar para detectar la presencia de agua, así como otros compuestos interesantes.
"Ahora estamos aplicando nuestra nueva y efectiva técnica infrarroja a varios otros planetas no en tránsito que orbitan estrellas cerca del Sol", dijo Chad Bender, investigador asociado del Departamento de Astronomía y Astrofísica del Estado de Penn y coautor del artículo. "Estos planetas están mucho más cerca de nosotros que los planetas en tránsito más cercanos, pero los astrónomos los han ignorado en gran medida porque medir directamente sus atmósferas con técnicas previamente existentes era difícil o imposible".
Una vez que la próxima generación de telescopios de alta potencia esté en funcionamiento, como el telescopio espacial James Webb, programado para su lanzamiento en 2018, se pueden observar exoplanetas incluso más pequeños y más distantes con el método IR ... quizás ayudando a hacer el descubrimiento innovador de un planeta como el nuestro
“Si bien el estado actual de la técnica no puede detectar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas como el Sol, con Keck pronto debería ser posible estudiar las atmósferas de los llamados planetas 'súper-Tierra' descubiertos alrededor de estrellas cercanas de baja masa, muchos de los cuales no transitan ", dijo el profesor de cosmoquímica y ciencias planetarias de Caltech, Geoffrey Blake. "Futuros telescopios como el James Webb Space Telescope y el Thirty Meter Telescope (TMT) nos permitirán examinar planetas mucho más fríos que están más distantes de sus estrellas anfitrionas y donde es más probable que exista agua líquida".
Los hallazgos se describen en un artículo publicado en la versión en línea del 24 de febrero de 2014 deLas cartas del diario astrofísico.
Fuentes: comunicados de prensa de Caltech y EurekAlert.
