Estrellas ocultas pueden hacer que los planetas parezcan más pequeños

 

Estrellas ocultas pueden hacer que los planetas parezcan más pequeños

Explicación del JPL al efecto de una segunda estrella en la densidad de planetas
NASA/JPL-CALTECH
Actualizado 12/07/2017 11:08:10 CET

   MADRID, 12 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Planetas similares al nuestro son menos densos de lo que se pensaba anteriormente debido a una segunda estrella escondida en sus sistemas, revela un nuevo estudio.

   La densidad del planeta es un factor clave para determinar las condiciones de partida de un exoplaneta. Una densidad baja dice a los científicos un planeta es más probable ser gaseoso como Júpiter, y una alta densidad se asocia con los planetas rocosos como la Tierra.

   Como los telescopios miran fijamente a pedazos concretos del cielo, no pueden diferenciar siempre entre una estrella y dos. Un sistema de dos estrellas cercanas en órbita puede aparecer en las imágenes como un único punto de luz, incluso desde observatorios sofisticados como el telescopio espacial Kepler de la NASA.

   Esto puede tener consecuencias significativas para determinar el tamaño de los planetas que orbitan solo una de estas estrellas, dice un estudio publicado en The Astronomical Journal por Elise Furlan, de Caltech, y Steve Howell del Ames Research Center de la NASA.

   "Nuestra comprensión de cuántos planetas son pequeños como la Tierra, y cuántos son grandes como Júpiter, pueden cambiar a medida que obtengamos más información sobre las estrellas que orbitan", dijo Furlan en un comunicado. "De verdad tienes que conocer bien a la estrella para tener un buen control de las propiedades de sus planetas".

   Algunos de los planetas más estudiados fuera de nuestro sistema solar -o exoplanetas- son conocidos por orbitar estrellas solitarias. Sabemos que Kepler-186f, un planeta de la Tierra en la zona habitable de su estrella, orbita una estrella que no tiene compañero (la zona habitable es la distancia a la cual un planeta rocoso podría soportar agua líquida en su superficie). TRAPPIST-1, la estrella enana ultra-cool que alberga a siete planetas de tamaño Tierra, tampoco tiene un compañero. Esto significa que no hay una segunda estrella complicando la estimación de los diámetros de los planetas, y por lo tanto sus densidades.

   Pero otras estrellas tienen un compañero cercano, tal y como imágenes de alta resolución han revelado recientemente. David Ciardi, científico jefe del Instituto de Ciencias Exoplanetarias (NExScI) de la NASA en Caltech, dirigió un esfuerzo a gran escala para seguir las estrellas que Kepler había estudiado, usando una variedad de telescopios terrestres. Esto, junto con otras investigaciones, ha confirmado que muchas de las estrellas donde Kepler encontró planetas tienen compañeros binarios.

En algunos casos, los diámetros de los planetas que orbitan estas estrellas se calcularon sin tener en cuenta la estrella compañera. Eso significa que las estimaciones para sus tamaños deben ser más pequeñas, y sus densidades más altas, que sus valores verdaderos.

   Estudios anteriores determinaron que aproximadamente la mitad de todas las estrellas parecidas al Sol en el vecindario de nuestro sol tienen un compañero dentro de 10.000 unidades astronómicas (una unidad astronómica es igual a la distancia media entre el Sol y la Tierra, 93 millones de millas o 150 millones de kilómetros). Basado en esto, alrededor del 15 por ciento de las estrellas en el campo de Kepler podría tener un brillante compañero cercano, lo que significa que los planetas alrededor de estas estrellas pueden ser menos densos de lo que se pensaba anteriormente.

   Cuando un telescopio detecta un planeta que cruza frente a su estrella, un evento llamado "tránsito", los astrónomos miden la aparente disminución aparente del brillo de la estrella. La cantidad de luz bloqueada durante un tránsito depende del tamaño del planeta, cuanto mayor es el planeta, más luz bloquea y mayor es el oscurecimiento que se observa. Los científicos usan esta información para determinar el radio del planeta.

   Si hay dos estrellas en el sistema, el telescopio mide la luz combinada de ambas estrellas. Pero un planeta en órbita alrededor de una de estas estrellas hará que sólo uno de ellas oscurezca. Así que, si no sabes que hay una segunda estrella, subestimarás el tamaño del planeta.

   En el nuevo estudio, Furlan y Howell se centraron en 50 planetas en el campo de observación del observatorio Kepler, cuyas masas y radios fueron previamente estimados. Estos planetas orbitan estrellas que tienen compañeros estelares dentro de unas 1.700 unidades astronómicas. Para 43 de los 50 planetas, los informes anteriores de sus tamaños no tienen en cuenta la contribución de la luz de una segunda estrella. Esto significa que es necesaria una revisión de los tamaños reportados.

   En la mayoría de los casos, el cambio a los tamaños reportados de los planetas sería pequeño. La investigación anterior demostró que 24 de los 50 planetas orbitan la estrella más grande, más brillante, en un par binario. Por otra parte, Furlan y Howell determinaron que 11 de estos planetas serían demasiado grandes para ser planetas si orbitaban la estrella compañera más débil.

   Para 35 de los 50 planetas, los tamaños publicados no cambiarán sustancialmente. Pero para 15 de los planetas, no pudieron determinar si orbitan la estrella más débil o la estrella más brillante en un par binario. Para cinco de los 15 planetas, las estrellas en cuestión son de brillo más o menos igual, por lo que sus densidades disminuirán sustancialmente independientemente de la estrella que orbitan.

   Este efecto de las estrellas compañeras es importante para los científicos que caracterizan los planetas descubiertos por Kepler, que ha encontrado miles de exoplanetas. También será significativo para la próxima misión de la NASA, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), que buscará pequeños planetas alrededor de estrellas cercanas brillantes y estrellas pequeñas y jóvenes.

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