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¿Cómo hacen los científicos para buscar vida en otros planetas?

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Este modelo muestra a una super-Tierra a la derecha y un super-Júpiter a la izquierda. Los astrónomos utilizan el concepto de zona de habitabilidad para distinguir estos dos tipos de planetas que existen más allá de nuestro Sistema Solar. /Crédito: JPL

En la actualidad existe solamente un planeta conocido capaz de albergar vida. Ese planeta es por supuesto el nuestro: la Tierra.

La pregunta que la mayoría se sigue haciendo es si podrían existir otros planetas fuera del Sistema Solar capaces de albergar vida. En este sentido, los astrónomos continúan sin conocer la respuesta, pero su búsqueda continúa. Ellos pretenden encontrar planetas con características similares al nuestro que se encuentren a la distancia exacta de su estrella: una región conocida como zona de habitabilidad.

La sonda Kepler de la NASA está ayudando a los científicos en la búsqueda de estos mundos. Y una parte importante de los trabajos que realizan es el de seguir investigando exactamente en dónde comienza y en dónde termina la zona de habitabilidad.

La zona de habitabilidad es como una cinta alrededor de una estrella donde la temperatura es idónea para la presencia de agua líquida la cual es un ingrediente esencial para la vida tal y como la conocemos (la Tierra se encuentra en la zona de habitabilidad). Pero más allá de esta zona, un planeta sería demasiado frío para albergar vida.

La Tierra se encuentra entre la zona de habitabilidad y, más allá de esta zona, un planeta estaría tan frío que no podría albergar vida. Y, por el contrario, si un planeta se encontrase entre la zona de habitabilidad y el Sol, seguramente sería incapaz de albergar vida porque estaría muy caliente.

Pero en un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto de Tecnología de California se hizo un análisis minucioso del planeta Kepler-69c y su zona de habitabilidad. El análisis muestra que este planeta, que tiene 1.7 veces la masa de la Tierra, se encuentra exactamente fuera del borde interno de la zona, haciéndolo parecer más a un Super-Venus que a una Super-Tierra.

“En el largo camino de búsqueda de planetas como la Tierra, Kepler nos está diciendo mucho respecto a la frecuencia con la que se presentan planetas como Venus en nuestra galaxia”, afirma Stephen Kane, quien es el autor principal del estudio y el cual ha aparecido en la revista Astrophysical Journal.

Para determinar la ubicación exacta de la zona de habitabilidad, primero es necesario saber el monto total de radiación emitida. Las estrellas más masivas que el Sol son más calientes y por consiguiente producen mayor cantidad de radicación, de tal suerte que su zona de habitabilidad se encuentra mucho más lejos. Por ejemplo, la super-Tierra llamada Kepler-62f, que orbita en medio de la zona de habitabilidad alrededor de una estrella fría, está más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. El planeta toma solamente 267 días en completar una órbita, comparada con los 365 días con que lo hace el Sol.

Conocer con precisión qué tan lejos se forma la zona de habitabilidad de una estrella depende de la química: por ejemplo, las moléculas en la atmósfera de un planeta absorberán una cierta cantidad de energía de la estrella que orbite para luego devolver parte de esa energía al espacio. La cantidad de energía que es atrapada puede significar la diferencia entre un océano de turquesa o de un volcán en erupción.

Por su parte, los investigadores encabezados por Ravi kumar Kopparapau de la Universidad Estatal de Penn, utilizaron este tipo de información química para empujar la zona de habitabilidad un poco más lejos de lo que se pensaba.

“Comprender las propiedades de una estrella es fundamental para determinar las propiedades planetarias y calcular el grado en que se debe modificar la zona de habitabilidad”, afirma el investigador

“Hay todavía muchas preguntas sin resolver sobre la zona de habitabilidad, ya que, si el planeta es bombardeado todo el tiempo por las llamaradas de la estrella que lo hospeda, su superficie no será un lugar muy aconsejable para vivir. Pero, por otro lado, si hay agua líquida alrededor, que sirve como un gran escudo protector contra la radiación de alta energía proveniente del astro, entonces la vida podría prosperar en los océanos.

De manera ideal, a los astrónomos les gustaría saber más acerca de la atmósfera de los planetas potencialmente habitables. De esa manera podrían mirar su composición molecular en busca de gases de efecto invernadero que indicarían la presencia de un planeta tan inhabitable como lo es Venus. O, inclusive, telescopios futuros podrían ser capaces de recoger señales de oxígeno, agua, dióxido de carbono y metano que indicaría que el planeta es el hogar de seres vivos.
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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Jet Propulsion Laboratory.

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Los planetas se pueden formar alrededor de diferentes tipos de estrellas, revela estudio

Hasta hace muy poco tiempo se creía que la formación planetaria se producía con mayor probabilidad alrededor de una estrella si esta contenía elementos químicos muy pesados. Pero una nueva investigación de la Universidad de Copenhague, en la que participan también otras universidades, muestra que planetas pequeños se pueden formar en diferentes tipos de estrellas aún si éstas poseen pocos elementos químicos pesados. Esto incrementa de forma significativa la probabilidad de que se forman planetas parecidos a la Tierra en todo el Universo. Los resultados han sido publicados en la prestigiosa revista Nature.

Hay que mencionar que, hasta la fecha, más de 3,000 exoplanetas han sido descubiertos orbitando otras estrellas. 2,300 de estos potenciales planetas han sido observados por el satélite Kepler a través de la medición del brillo de las estrellas que los hospedan. Si un planeta pasa enfrente de su estrella, se produce una pequeña disminución en el brillo y, si esto sucede repetidamente, los científicos lo interpretan, tratándose de otras sistemas estelares, como que un posible planeta está produciendo una disminución en el brillo de su estrella a través de dicho tránsito.

Una multitud de planetas han sido descubiertos a través de este método de tránsito y, a través de la medición de sus tamaños, es posible distinguir entre gigantes gaseosos como Saturno o Júpiter o planetas llamados “terrestres (pequeños y rocosos) como Venus, la propia Tierra o Marte.

 

¿Requerimientos para la formación de planetas?

Pero no únicamente son los planetas lo que interesan, sino también las estrellas que orbitan. Porque, ¿cuáles son los requerimientos para la formación de planetas?

“Quise investigar si los planetas solamente se forman alrededor de ciertos tipos de estrellas y si existe una correlación entre el tamaño de los planetas y el tipo de estrellas que los hospedan”, explica Lars A. Buchhave, un astrofísico del Instituto Niels Bohr y del Centro Interdisciplinario de Investigación StarPlan en la Universidad de Copenhague.

La sonda de la NASA Kepler ha descubierto 1,235 cuerpos, candidatos a ser planetas, orbitando 997 estrellas. Has click en la imagen para ver la animación donde se representan a estos sistemas. /Fuente: http://www.astrobio.net

Luego de plantearse la idea anterior, Lars desarrolló un método para obtener más información del espectro estelar. Hasta ahora hemos visto que la mayoría de los gigantes gaseosos se asocian con estrellas que tienen un alto contenido de elementos pesados. Un astro que tiene un alto contenido de elementos pesados debió de haber pasado por una serie de renacimientos o por un ciclo de cambios en el tiempo.

 

Ciclo Cósmico.

Una estrella podría representarse como un balón de gas incandescente que produce energía a través de la fusión de hidrógeno y helio que, más tarde, por la combinación de estos dos elementos, se generan elementos químicos aún más pesados. Cuando el núcleo completo se ha convertido en hierro, es imposible extraer más energía y es entonces cuando la estrella muere y arroja nubes de gas y polvo al espacio. Éstas inmensas nubes de gas y polvo se condensan y vuelven a formar nuevas estrellas y planetas en un ciclo cósmico gigantesco. Las nuevas estrellas que se han formado tendrán mayor cantidad de elementos pesados que sus predecesoras y, por cada generación de formación de estrellas, habrá más y más metales y elementos químicos pesados.

 

Restos de estrellas.

Los planetas están formados por los remanentes de las nubes de gas y polvo que rotan en forma de disco alrededor de las nuevas estrellas formadas. En este disco protoplanetario, los elementos comienzan a acumularse y ha agruparse formando lentamente a los nuevos planetas.

Antes de esta nueva investigación, los científicos creían que los planetas se formaban con mayor probabilidad alrededor de estrellas que tuvieran un alto contenido de elementos químicos pesados.

En la siguiente generación de estrellas. con alto contenido de elementos pesados, el disco que rota con partículas de gas y polvo posee una composición elemental que es más probable que promueva la formación de gigantes gaseosos como Saturno y Júpiter.

 

Menos requerimientos para planetas pequeños.

“Hemos analizado la composición espectroscópica elemental de estrellas de 226 exoplanetas. La mayoría de los planetas son pequeños y sólidos y su tamaño varía ya que van desde mundos del tamaño de la Tierra o hasta cuatro veces el radio de nuestro planeta. Lo que hemos descubierto es que, a diferencia de los gigantes gaseosos, la frecuencia o presencia de planetas pequeños no depende necesariamente de la presencia de estrellas con un alto contenido de elementos pesados. En este sentido, planetas que son cuatro veces más grandes que la Tierra pueden formarse alrededor de estrellas con diferentes características, aún en astros que poseen un porcentaje bajo de elementos pesados.

La conclusión, afirma Lars Buchhave, es que estas observaciones significan que planetas similares a la Tierra podrían ser muy comunes en la galaxia debido a que, para su formación, no es necesario que exista un alto porcentaje de elementos químicos pesados.

Por otro lado, debido a que planetas más pequeños que la Tierra tampoco dependen para su formación de elementos químicos pesados en las estrellas que los hospedan, la presencia de este tipo de planetas también podría estar muy presente en la Vía Láctea.

TRADUCCIÓN Y EDICIÓN de Julio García.

FUENTE: Astrobio.net

La sonda Kepler de la NASA descubre 11 nuevos sistemas planetarios

La misión Kepler de la NASA ha descubierto 11 nuevos sistemas planetarios que poseen un total de 26 planetas confirmados. Éste descubrimiento casi dobla el número de planetas verificados y triplica el número de estrellas conocidas que poseen más de un planeta que transita o pasa en frente de éstas. Dichos sistemas ayudarán a los astrónomos a entender mejor la formación planetaria.

Los planetas orbitan cerca de las estrellas que los hospedan y su rango de tamaño va de 1,5 veces el radio de la Tierra hasta el tamaño de Júpiter. El tamaño de 15 de ellos es similar al de planetas como la Tierra o Neptuno. Sin embargo, observaciones adicionales serán necesarias para determinar cuáles de ellos son rocosos como la Tierra y cuáles tienen una atmósfera densa como Neptuno. Por otro lado, éstos mundos orbitan la estrella que los hospeda en un periodo que va de 1 a 143 días y todos están tan cerca de su estrella como Venus lo está de nuestro Sol.

“Antes de la misión Kepler, nosotros conocíamos quizá 500 exoplanetas a través de todo el cielo”, ha dicho Doug Hudgins, quien es uno de los científicos de la misión en la NASA. “Ahora, en sólo dos años, en una franja de cielo no más grande que tu puño, Kepler ha descubierto más de 60 planetas y más de 2,300 candidatos. Ésto nos indica que nuestra galaxia está, posiblemente, cargada con planetas de todos los tamaños y órbitas”.

Kepler tiene la capacidad, además, de identificar planetas candidatos, midiendo repetidamente los cambios en la intensidad del brillo de más de 150,000 estrellas cuando uno de estos cyerpos pasa en frente de su astro. Ese paso arroja una pequeña sombra hacia la Tierra y hacia la sonda Kepler.

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Ésta concepción artísitica muestra en una perspectiva vista desde arriba, la posición orbital de los planetas en sistemas con varios planetas en tránsito, descubiertos por la Misión Kepler de la NASA. Todos los planetas coloreados han sido vertificados. Los colores más vivos indican planetas que han sido confirmados por su interacción gravitacional con ellos mismos y con la estrella que los aloja. Varios de estos sistemas contienen planetas adicionales que son candidatos (mostrados en gris) y que, sin embargo, no han sido verificados. /Fuente: JPL.

“Confirmar que el pequeño decrecimiento en el brillo de la estrella se debe al paso de un planeta, requiere observaciones adicionales y mucho tiempo de análisis”, ha dicho Eric Ford, quien es profesor asociado de astronomía en la Universidad de Florida y uno de los autores que confirmaron la existencia de los sistemas Kepler-23 y Kepler-24. “Nosotros verificamos la existencia de estos planetas utilizando nuevas técnicas que dramáticamente aceleraron el descubrimiento”.

Cada uno de los nuevos sistemas planetarios descubiertos contiene de dos a cinco planetas que se encuentran muy juntos el uno del otro. En este tipo de sistemas, la fuerza de gravedad tiende a separar un planeta del otro, causando que muchos de ellos desaceleren a lo largo de sus órbitas. La aceleración, a su vez, provoca cambios en los periodos orbitales. Kepler es capaz de detectar éste efecto midiendo los cambios, efecto que también es llamado Variaciones de Tiempo de Tránsito.

Sistemas planetarios con Variaciones de Tiempo de Tránsito pueden ser verificados sin la necesidad de recurrir a telescopios que se encuentren en tierra, lo que ayudó a acelerar la confirmación de su existencia. Ésta técnica de detección también incrementa la habilidad de la sonda Kepler para confirmar la existencia de sistemas planetarios alrededor de estrellas más débiles en lo que respecta a luminocidad y distancia.

“Precisando el tiempo cuando cada planeta transita su estrella, la sonda Kepler detectó el tirón gravitatorio que producen los planetas entre sí”, dijo Dan Fabrycky, quien trabaja como investigador en la Universidad de California en Santa Cruz, y quien es el autor principal de un estudio que confirma la existencia de los sistemas Kepler-29, 30, 31 y 32.

Por otro lado, cinco de los sistemas (Kepler-25, Kepler-27, Kepler-30, Kepler-31 y Kepler-33) contienen un par de planetas donde el planeta interno orbita la estrella dos veces durante cada periodo orbital con respecto al planeta exterior. Cuatro de los sistemas (Kepler-23, Kepler-24, Kepler-28 y Kepler-32) contienen una pareja donde el planeta exterior le da vueltas a la estrella que lo hospeda, por cada tres veces que el planeta interno orbita esa misma estrella.

“Ésta configuración ayuda a amplificar las interacciones gravitacionales entre los planetas, de manera similar a cuando mis hijos se impulsan con las piernas en un columpio en el momento adecuado para ir más alto”, dijo Jason Steffen, quien investiga en el Centro Fermilab de Astrofísica de Partículas en Batavia, Estados Unidos, y quien confirmó la existencia de los sistemas Kepler-25, 26, 27 y 28.

Kepler-33, una estrella que es más vieja y más masiva que el Sol, posee el mayor número de planetas descubiertos. En total son cinco, que van en tamaño de 1,5 a 5 veces la masa de la Tierra. Todos los planetas se encuentran ubicados tan cerca de su estrella, que ningún planeta de nuestro Sistema Solar se localiza a tan corta distancia.

Por otra parte, las propiedades de una estrella aporta pruebas para la detección de un planeta. De hecho, el decrecimiento en el brillo de una estrella y la duración del tránsito de un planeta, combinado con las propiedades de una estrella que hospeda presenta una firma inconfundible. Cuando los astrónomos detectan planetas candidatos que exhiben firmas similares alrededor de la misma estrella, la propabilidad de que cualquiera sea un falso positivo es muy baja.

“El enfoque utilizado para verificar la existencia de los planetas en Kepler-33 muestra que la fiabilidad general es bastante alta”, comentó Jack Lissauer, científico planetario en el Centro de Investigación Ames de la NASA, y uno de quienes encabezaron la investigación para descubrir a este sistema planetario.

Para terminar, sólo hay que mencionar que estos descubrimientos fueron publicados en cuatro diferentes documentos que aparecieron en el Astrophysical Journal y en las Noticias Mensuales de la Real Sociedad de Astronomía.

TRADUCCIÓN Y EDICIÓN de Julio García.

FUENTE: www.jpl.nasa.gov/

La NASA descubre los primeros planetas del tamaño de la Tierra fuera de nuestro Sistema Solar

Recreación artística del planeta Kepler-20e, el que más se le parece a Venus en tamaño

La misión Kepler de la NASA ha descubierto los primeros planetas similares a la Tierra en cuanto a tamaño se refiere. Los planetas han sido bautizados como Kepler-20e y Kepler-20f, y, debido a que se encuentran tan cerca de su estrella -lejos de la zona llamada de “habitabilidad” donde el agua líquida podría existir- no es probable que la vida se pueda desarrollar en ellos. Sin embargo, ahora son considerados como los exoplanetas más pequeños hasta ahora descubiertos.

El hallazgo ha marcado un nuevo hito en lo que se refiere a la búsqueda de planetas similares a la Tierra hasta ahora encontrados, ya que tanto Kepler-20e como Kepler-20f son planetas rocosos, aunque Kepler-20e es un poco más pequeño que Venus. Por su parte, Kepler-20f es un poco más grande que la Tierra y ambos residen en un sistema de cinco planetas llamado Kepler-20, que se encuentra apróximadamente a unos 1000 años luz de nuestro Sistema Solar en la constelación de Lira.

Kepler 20-e orbita su estrella cada 6 días y Kepler 20-f lo hace cada 19 días. Estos cortos periodos orbitales hacen que ambos planetas sean muy calientes e inhóspitos, de tal suerte que Kepler-20f, cuya temperatura alcanza los 400 grados centígrados, tiene una órbita muy parecida a la de Mercurio que hace que el día transcurra por igual en ambos planetas.

La temperatura de la superficie de Kepler 20-e, por su parte, alcanza los 760 grados centígrados. Y es tan alta que podría fundir un vaso de vidrio.

“El objetivo más importante de la misión Kepler es la de encontrar planetas similares a la Tierra en la zona de habitabilidad planetaria”, ha dicho Francois Fressin, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en Cambridge, Massachusetts, y quien además es uno de los autores de un nuevo estudio publicado en la revista Nature.

“El descubrimiento demuestra por primera vez que planetas del tamaño de la Tierra existen fuera del Sistema Solar y que nosotros somos capaces de detectarlos”, ha puntualizado también.

Cuadro compartivo de los planetas descubiertos con algunos planetas de nuestro Sistema Solar /Fuente: NASA

Como ya hemos señalado, el sistema Kepler-20 incluye otros tres planetas que son más grandes que la Tierra pero que son más pequeños que Neptuno. Kepler-20b -por ejemplo- es el que se encuentra más cercano a su estrella, mientras que Kepler-20c -el tercer planeta- y Kepler 20d, el quinto, tienen un periodo orbital alrededor de su estrella de 3.7, 10.9 y 77.6 días, respectivamente. Además hay que puntualizar que la estrella que los hospeda pertenece a la clase G, que es la misma clasificación a la que pertenece nuestro propio planeta, aunque ésta es un poco más pequeña que el Sol.

Por otro lado, este sistema tiene una disposición muy poco convencional, ya que en nuestro propio sistema solar, por ejemplo, los planetas rocosos y pequeños orbitan cerca del Sol y los planetas gigantes y gasesos orbitan más lejos, de tal manera que, y en comparación, los planetas de Kepler-20 están distribuídos de manera aleatoria y desorganizada por tamaños: pequeño, grande, pequeño, grande…

“Los datos de la sonda Kepler nos muestran que algunos sistemas planetarios tienen una estructura muy diferente de la que se puede apreciar en nuestro propio Sistema Solar”, ha señalado Jack Lissauer, científico planetario y miembro del equipo de la misión Kepler, quien además ha mencionado que “el análisis de los datos de la misión continúan revelando nuevos puntos de vista sobre la diversidad de planetas y sistemas planetarios dentro de nuestra galaxia”.

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Planetas descubiertos por el telescopio Kepler que han sido confirmados como dentro de la zona de habitabilidad /Fuente: NASA

Sin embargo, los científicos no están todavía muy seguros sobre cómo el sistema Kepler-20 evoluciona, pese a estar completamente convencidos de que los planetas del sistema Kepler-20 no se formaron en su ubicación actual. Ellos han teorizado en este sentido que los planetas se formaron lejos de su estrella y que luego emigraron hacia el interior, a través de interacciones con el disco de material del que se originaron, lo que permitió que los planetas mantuvieran su espacio regular u orbital, a pesar de alterar su tamaño.

El telescopio espacial Kepler tiene la capacidad de detectar planetas y “planetas candidatos” mediante la medición de la caída del brillo de más de 150,000 estrellas a través de la búsqueda de cuerpos que se interpongan entre la estrella y el telescopio, de tal manera que el equipo científico del telescopio requiere de al menos tres tránsitos para verificar si una señal corresponde a la del tránsito de un planeta.

Los científicos hacen uso también de telescopios que están en tierra, así como del Telescopio Espacial Splitzer, con la finalidad de revisar y comprobar las observaciones que previamente han sido realizadas por el telescopio Kepler.

Sobre la búsqueda de planetas similares a la Tierra, Natalie Batalha, profesora de astronomía y física de la Universidad Estatal de San José en California, ha comentado que “en el juego cósmico de ocultar y buscar, encontrar planetas con el tamaño y la temperatura justa es sólo cuestión de tiempo”. Y ha agregado que “estamos en el borde de nuestro asientos esperando resultados sorprendentes de la misión Kepler, resultados que están por venir”.

Traducción de Julio García. 

Fuente: NASA discovers first Earth-size planets beyond our Solar System. 

Buscar planetas ya no es solo cosa de científicos

por Julio García.

Internet se ha convertido en una herramienta fundamental que promueve el empoderamiento de la sociedad: de ciudadanos cada vez más libres que en la red pueden tomar sus propias decisiones y contribuir así al desarrollo del conocimiento, de hecho, ramas como la astronomía y la astrobiología (el estudio de la vida fuera de nuestro sistema solar), se están beneficiando de esta horizontalidad en la transmisión del saber, los valores y el poder, que con tanto éxito promueve internet.

Uno de estos grandes proyectos, donde la gente no necesita ser especialista en astronomía ni en otra rama de la ciencia para participar es www.planethunters.org, un sitio que permite a cualquiera, contribuir en la búsqueda de otros planetas fuera del Sistema Solar.

Quienes están detrás de esta gran idea son varias universidades de renombre como la Universidad de Oxford, la Universidad de Yale y el Planetario Adler de Chicago, quienes han puesto a disposición de los usuarios la ingente cantidad de información que recoge el Telescopio Kepler de la NASA, el cual fué lanzado el 6 de Marzo de 2009, con la finalidad de buscar planetas similares a la Tierra en otras estrellas.

Telescopio Kepler de la NASA
Telescopio Kepler de la NASA

La técnica que utiliza este telescopio, que se encuentra orbitando el Sol, consiste, a grandes rasgos, en medir la variabilidad de la luz cuando un supuesto planeta transita frente a una estrella. Kepler se encarga entonces de medir estos cambios en la cantidad e intensidad de luz, para determinar si lo que está produciendo esta variabilidad lumínica es producto del tránsito de un planeta o no.

¿Pero cuál es el valor de confianza que los científicos depositan en las detecciones que realiza el telescopio Kepler? Esta sonda, evidentemente, no tiene la capacidad de aprender nuevas experiencias como lo hacemos normalmente lo seres humanos, ya que sus computadoras e instrumentos están diseñados para obtener información que previamente ha sido depositada en sus chips. El problema, entonces, radica en que Kepler no puede ser capaz de enfrentarse con nuevas experiencias, pero, en cambio, los seres humanos sí. De ahí que el proyecto www.plantehunters.org, se base en la experiencia humana para ayudar a la sonda Kepler en la búsqueda de planetas.

La inscripción a este proyecto es gratuita. Solamente es necesario registarse en el sitio web con una cuenta de correo, y a partir de ahí ver algunos videos que explican con gran detalle cómo buscar patrones a partir de la información que va apareciendo en pantalla.

Aquí les dejo uno de estos videos: