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El telescopio ALMA encuentra un nuevo sistema solar

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Un equipo de astrónomos japoneses han obtenido firmes evidencias de la formación de un sistema planetario gigante alrededor de una estrella joven. El descubrimiento ha sido posible gracias al telescopio Large Millimeter/submilimeter  Array que se encuentra en el desierto de Atacama en Chile.

El equipo de investigación, encabezados por astrónomos de la Universidad de Osaka y de la Universidad de Ibaraki, observaron una estrella llamada HD 142527 que se encuentra en la constelación del Lobo. Las imágenes del telescopio muestran que el polvo estelar, que es el componente fundamental de los planetas, da giros asimétricos en forma de anillo alrededor del astro. Y es que midiendo la densidad de polvo en la parte más densa del anillo, los astrónomos están convencidos de que ahí se podrían formar planetas gaseosos como Júpiter y mundos rocosos como la Tierra. Esta región se encuentra a una distancia que es cinco veces mayor que la distancia que existe entre el Sol y Júpiter, por lo que el descubrimiento se convierte en la primera evidencia firme de formación planetaria en un disco protoplanetario.

Por otro lado, hasta el momento se han descubierto más de 1000 planetas extrasolares, y es ampliamente conocido que el Sol no es la única estrella que contiene planetas. En la investigación sobre planetas extrasolares, los astrónomos han encontrado una gran variedad de planetas, algunos tan gigantes y gaseosos como Júpiter que da vueltas en torno a su estrella madre a la misma distancia que Mercurio, o viceversa: planetas que tienen una órbita tan amplia que van más allá de la órbita de Neptuno.

Así, pese a que casi todos los días se encuentran planetas nuevos fuera del Sistema Solar, los astrónomos no comprenden con totalidad el proceso de formación planetaria. De hecho esto es uno de las más importantes asuntos de la astronomía moderna, por lo que los científicos llevan a cabo un gran número de observaciones con la finalidad de explorar las regiones de formación planetaria alrededor de estrellas jóvenes.

En el siguiente vídeo se puede observar una impresión artística de la formación del protoplanetario que gira entorno a la estrella HD 142527. Un número muy grande de partículas de polvo en el disco chocan entre sí para forma nuevos planetas.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Astronomy.com 

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60,000 millones de planetas podrían albergar vida, sugiere nuevo estudio

planeta_extrasolarA pesar de que apenas se han detectado una docena de planetas potencialmente habitables más allá del Sistema Solar, un nuevo estudio afirma que el universo debería estar colmado de mundos que podrían soportar vida.

Y es que, solamente la Vía Láctea, sería capaz de albergar alrededor de 60 mil millones de planetas que orbitarían estrellas enanas marrones.

También han podido predecir que debería haber un planeta con el tamaño de la Tierra en la llamada zona de habitabilidad por cada enana marrón presente (estas estrellas son las más comunes del universo).

Pero otro grupo de científicos han revelado algo todavía más interesante: que el número de planetas capaces de albergar vida en otras partes de la galaxia podría duplicarse por la presencia de nubes que son fundamentales para generar y preservar la vida.

“Las nubes causan calor y frío en la Tierra ya que reflejan la luz del Sol para enfriar las cosas y absorben radiación infrarroja de la superficie para crear el efecto invernadero. Esto es parte de lo que hace nuestro planeta para mantenerse suficientemente caliente y así también poder mantener la vida”, afirma Dorian Abbot, profesor de ciencias geofísicas de la Universidad de Chicago.

La zona de habitabilidad puede definirse como la región donde un planeta tiene la temperatura correcta para mantener el agua líquida en su superficie, que es un requerimiento para que la vida pueda existir. Si un planeta se encuentra muy lejos de su estrella el agua se congela y, si está muy cerca, entonces se evapora. Y debido a que las enanas marrones son menos brillantes y por lo tanto más frías que el Sol, su zona de habitabilidad es más acogedora que la de nuestro sistema solar.

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Esta ilustración muestra una simulación de nubes (blanco) cubriendo a un planeta (azul), que orbitaría una estrella enana marrón./Crédito: http://www.space.com

“Si orbitáramos alrededor de una estrella de poca masa como una enana marrón, tendríamos que hacerlo una vez al mes o una vez cada dos meses para recibir la misma cantidad de luz que recibimos del Sol”, explicó otro de los autores, Nicolas Cowan, de la Northwestern University de Estados Unidos.

Por otro lado, los investigadores utilizaron simulaciones en tercera dimensión con la finalidad de hacer un modelo de la forma en la que el aire y la humedad se moverían sobre un planeta cuyo movimiento orbital sería parecido al de la Luna, donde siempre hay una cara que mira al Sol y la otra no. Además encontraron que cualquier superficie que contenga agua produciría nubes. Esto tendría un efecto de enfriamiento en los anillos internos de la zona de habitabilidad, lo que significa que los planetas que estarían ahí serían capaces de sustentar agua en su superficie y en zonas más cercanas a su estrella.

El hallazgo les proporcionaría a los científicos una nueva manera de confirmar la presencia de agua líquida en un planeta alienígena a través de las observaciones que se hicieran con el telescopio James Webb, que es un nuevo observatorio que será lanzado al espacio en 2018.

“Si miras a Brasil o Indonesia desde el espacio mediante un telescopio de infrarrojos, se verán fríos, y esto es porque en realidad estás viendo la cubierta de nubes. Esta cubierta se encuentra a mucha altitud. Allá arriba es extremadamente frío”, afirma Cowan.

Lo mismo sucedería en un exoplaneta habitable que tuviera una cubierta de nubes que fuera altamente reflejante. Y, si el telescopio James Webb detectara una señal similar de un planeta extraterrestre, definitivamente formaría nubes y esto sería la confirmación de que ahí habría también agua líquida.

Los detalles de la investigación aparecieron publicados el pasado 27 de Junio en la revista Astrophysical Journal Letters.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Space.com

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Un planeta gigante, alienígena, podría resolver misterio sobre formación planetaria

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La atmósfera brillante de un extraño planeta gigante podría ayudar a resolver el hecho de cómo se ha formado y cómo se formó nuestro propio Sistema Solar.

El descubrimiento se pudo realizar gracias a las observaciones minuciosas que se han llevado a cabo de la estrella HR 8799, que se encuentra a unos 130 años de la Tierra. El sistema en HR 8799 es hogar de cuatro planetas gigantes que orbitan esta estrella que apenas tiene 30 millones de años de antigüedad.

También, es la primera vez que se encuentran planetas tan grandes. El peso de cada uno de ellos va de 5 a 10 veces la masa de Júpiter y aún siguen produciendo luminosidad propia gracias al calor que emiten debido al proceso de formación que aún no culmina.

“Es el único sistema que hemos encontrado hasta ahora, en donde se puede observar cada uno de los múltiples planetas que existen allí”, afirmó Bruce Macintosh del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore que se encuentra en California.

El sistema solar en cuestión se asemeja y es una versión ampliada del nuestro sugiriendo que, tal vez, existan planetas allí del tamaño de la Tierra.

“Probablemente tenga también un cinturón de asteroides interior, que se encuentre cerca de los planetas gigantes, como también sucede en nuestro propio sistema solar, donde existe la llamada nube de Oort. Algo análogo a esta nube podría encontrarse en HR 8799”, afirmó el astrónomo Quinn Konopacky de la Universidad de Toronto.

La atmósfera de uno de los exoplanetas ha sido revelada.

Los astrónomos se han concentrando en observar uno de los planetas más visibles de la estrella, llamado HR 8799c, que es un gigante colosal que tiene siete veces la masa de Júpiter y que circunda la estrella HR 8799 en un rango comparable a la distancia existente entre Plutón y el Sol.

El nacimiento de este inmenso planeta, y el hecho de que se encuentre tan cerca de la estrella que orbita, contradice a los dos modelos existentes sobre formación planetaria. En uno de los modelos, que tiene múltiples procesos, y al que se le denomina acreción del núcleo, el gas se acumula lentamente sobre el núcleo planetario, mientras que el mecanismo conocido como inestabilidad gravitacional (el segundo modelo) implica la creación simultánea del interior del planeta y su atmósfera.

“Con el modelo tradicional de acreción del núcleo, es muy difícil formar planetas tan grandes como HR 8799 y a tan lejanas distancias con respecto a la estrella que orbitan”, dijo Konopacky. “Típicamente, en este modelo, objetos del tamaño de Júpiter o más grandes se forman mucho más cerca de su estrella. Esto se debe a muchas razones y una de ellas tiene que ver con que existe menos material a grandes distancias. Este material proviene de la estrella misma”, añadió.

Por el contrario, “en el modelo de inestabilidad gravitacional, sí que es posible formar grandes planetas a largas distancias, usualmente porque son capaces de atraer a un disco de material mucho más masivo”, comenta Konopacky. “Pero el modelo generalmente predice que debe haber objetos más masivos orbitando muchas otras estrellas a estas distancias, y este tipo de objetos no han sido descubiertos en los estudios que se han hecho”.

Para ayudar a resolver este misterio, los científicos analizaron el brillo producido por el planeta HR 8799c, utilizando un espectrógrafo de alta definición llamado OSIRIS, que se instaló en el Observatorio Keck de Hawaii. Las moléculas, en cualquier atmósfera, pueden absorber luz, que resulta en patrones conocidos como espectro y que permite a los científicos identificar de qué elemento químico se trata.

Esta es una de las imagenes tomadas por el instrumento OSIRIS del planeta gigante HR8799c que se encuentra a 30 años de distancia. El rectángulo indica el campo de visión del instrumento y, ahí dentro, el planeta. /Crédito: http://www.space.com

HR 8799c es bastante brillante y se encuentra a una distancia considerable de su estrella,  hecho que ha ayudado a los astrónomos a obtener datos espectrográficos muy detallados de su atmósfera.

“La parte más emocionante de este resultado es que hemos sido capaces de hacer observaciones de la atmósfera de un exoplaneta con este nivel de detalle, mucho más de lo que yo me imaginaría que era posible”, dijo Konopacky. “Hemos podido lograr un nivel de detalle sin precedentes donde las huellas químicas de las moléculas en la atmósfera son increíblemente precisas y definidas. Esto es sumamente importante porque gracias a esta calidad de los datos podemos investigar la verdadera composición de la atmósfera del planeta y, por consiguiente, decir algo sobre cómo se formó”.

La falta de metano: una pista.

Entre los elementos químicos detectados, los científicos pudieron encontrar agua y monóxido de carbono en la atmósfera del exoplaneta, pero no metano. La ausencia de este elemento “podría decirnos que podría estar entremezclado entre las diferentes capas de su atmósfera”, afirma Konopacky. “Puesto que el metano es una molécula muy sensible, pudo haber sido destruida cuando se mezcló con las partes profundas y calientes de la atmósfera. Este hecho de haberse mezclado, nos dice mucho de las condiciones atmosféricas que prevalecieron en la etapa de juventud de planetas como Júpiter”, dice.

Adicionalmente, a pesar de que los investigadores han observado mucho vapor de agua en la atmósfera de HR 8799c, “hemos detectado un poco menos de lo que habríamos esperado si el planeta tuviera la misma composición química que su estrella madre”, dijo Konopacky. “Esto nos está diciendo que el planeta tiene ligeramente un poco más de carbono comparado con oxígeno”.

Esta alta proporción de carbono versus oxígeno es un indicio con respecto a la formación del exoplaneta. En este sentido, los investigadores sugieren que fueron pequeños granos de hielo que se condensaron en el disco que rodea a la estrella HR 8799 los que dieron origen a los planetas que actualmente la orbitan.

Observatorio Keck
Fotografía del observatorio Keck Hawaii,el cual fue utilizado para descubrir a HR8799 y sus cuatro planetas supergigantes.

“Estos granos de hielo se pegaron unos con otros para hacer, poco a poco, granos y luego piedras más grandes, de varios kilómetros de diámetro, que dieron origen al núcleo del planeta”, comenta Konopacky. “La atmósfera vino después: y sucedió cuando el planeta se hizo cada vez más grande y atrajo el gas que la rodeaba”.

El hallazgo implica que, el mecanismo que interviene en la formación de planetas llamado, como ya hemos dicho, acreción del núcleo, resultó decisivo para la formación de HR 8799c y de nuestro propio Sistema Solar.

Ahora bien: con los modelos existentes de acreción del núcleo, los investigadores están pensando como, vía este proceso, los planetas se forman lejos de sus estrellas madre. Por ejemplo, podría haber mucho más materia fuera de los bordes de los discos protoplanetarios que se forman alrededor de las estrellas de lo que hasta ahora se creía o, quizá, materia solida se uniría para formar núcleos de planetas más fácil y más rápido de lo que previamente se sospechaba.

“Refinando el modelo de acreción del núcleo, para explicar la presencia de los planetas en HR 8799, es posible que seamos capaces de comprender mejor el proceso de formación de los sistemas planetarios en general, incluyendo al nuestro”, dijo Konopacky.

“También nos gustaría descubrir planetas a través de imágenes directas que puedan ser estudiados con este nivel de detalle”, añade. “Actualmente estamos trabajando con un nuevo instrumento llamado Gemini Planet Imager que está diseñado para hacer justamente esto. Llegará al telescopio Gemini de Chile este año, y será capaz de descubrir mundos más pequeños que HR 8799 y que seguramente estarán más cerca de sus estrellas madre”.

La investigación de Konapacky y sus colegas apareció publicado el pasado 14 de marzo de 2013 en la revista Science.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Space.com

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Los cinturones de asteroides podrían determinar la formación de vida compleja

Dos astrónomos de la NASA han sugerido que el tamaño y la ubicación de un cinturón de asteroides, que adquiere su forma a partir de la evolución de los planetas que comienzan a formarse alrededor de una estrella y por la influencia gravitatoria que ejercen planetas del tamaño de Júpiter, determinaría el hecho de que la vida compleja se desarrolle, o no, en planetas rocosos como la Tierra.

En este sentido, los científicos dan por sentado que las rocas que conforman el cinturón de asteroides que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter, han sido capaces de depositar agua y compuestos orgánicos en aquella Tierra que se formó hace unos 4,500 millones de años. De acuerdo con la teoría del Equilibrio Puntuado, los impactos ocasionales de asteroides podrían haber acelerado el ritmo de la evolución biológica al interrumpir el ciclo ambiental de nuestro planeta, a tal punto que las especies tuvieron que adoptar nuevas estrategias de adaptación. Los astrónomos basan sus conclusiones a partir del análisis de modelos teóricos y de observaciones que incluyen los datos aportados por el telescopio de infrarrojos Spitzer de la NASA.

“Nuestro estudio muestra que solamente una minúscula fracción de sistemas planetarios observados hasta ahora, parecen tener planetas gigantes en la ubicación justa para producir un cinturón de asteroides del tamaño apropiado para influir en la generación de vida en un planeta rocoso cercano”, afirmó Rebecca Martin, una de las investigadoras.

Martin y Mario Livo, quien es el otro investigador, sugieren también que la ubicación de un cinturón de asteroides, relativo a un planeta como Júpiter, no es un accidente. De hecho, el cinturón de asteroides en nuestro sistema solar está conformado por millones de rocas que se encuentran en la llamada “línea de nieve”, que marca el borde de una región fría donde material volátil como el hielo se encuentra tan lejos del Sol que permanece intacto. Cuando Júpiter se formó un poco más allá de esta línea de nieve, su poderosa fuerza gravitatoria impidió que las rocas que se encontraban bajo esta influencia, pudieran unirse para formar un nuevo planeta. De hecho, la influencia de este gigante gaseoso causó que el material chocara entre sí y se rompiera. Éstas rocas fragmentadas comenzaron a formar lo que hoy conocemos con el cinturón de asteroides.

Utilizando a nuestro Sistema Solar como modelo, Martin y Livo propusieron entonces que los cinturones de asteroides en otros sistemas solares estarían situados, siempre, en ésta línea de nieve. Para poner a prueba su propuesta, crearon modelos de discos donde se están formando planetas alrededor de estrellas jóvenes y luego calcularon la ubicación de esta línea en éstos discos, todo en función de la masa de la estrella central.

Posteriormente analizaron toda la información existente que ha sido recabada por el telescopio Spitzer de 90 estrellas que tienen polvo caliente y que podría indicar la presencia de una estructura que formara un cinturón de asteroides. Y las medidas de  temperatura de este polvo caliente fue consistente con la temperatura que presenta el polvo que se encuentra en la línea de nieve.

Luego de hacer todo esto, los dos científicos estudiaron 520 planetas gigantes que se encuentran en otras estrellas, donde solamente 19 de ellos residen fuera de de esta línea de nieve, lo que sugiere que la mayoría de los planetas gigantes que podrían haberse formado fuera de esta línea han emigrado también hacia adentro para preservar la presencia de un cinturón de asteroides disperso necesario para fomentar una mayor evolución de la vida en planetas como la Tierra. Aparentemente, menos del cuatro por ciento de los sistemas observados pueden albergar un cinturón de asteroides compacto.

“Basado en nuestro escenario, debemos concentrar nuestros esfuerzos en buscar vida en sistemas que poseen planetas gigantes apartados de la línea de nieve”, afirmó Livo.

Crédito: http://www.dailygalaxy.com/

Por otro lado, la imagen que aparece arriba, muestra tres escenarios posibles para la evolución de un cinturón de asteroides. En el panel superior, donde dice Disrupted Belt, se aprecia cómo sería imposible formar un cinturón debido a la dispersión del material que impide la formación de vida en los planetas. El segundo escenario muestra el modelo de nuestro sistema solar: un planeta como Júpiter que se mueve ligeramente hacia el interior, pero que está ligeramente fuera del cinturón de asteroides. En la tercera ilustración, un planeta de grandes dimensiones no ha emigrado del todo y ha creado un cinturón de asteroides masivo. Este tipo de cinturones, los masivos, son incapaces de promover la evolución de la vida porque bombardean de manera indiscriminada a planetas del tamaño de la Tierra.

En definitiva: el escenario idóneo para la evolución de vida en cualquier Sistema Solar estaría basado en el segundo escenario.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Daily Galaxy.

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