jueves, 7 de agosto de 2014

Exoplanetas

Representación artística del exoplaneta Kepler-22b

En este verano, tan extraño en lo meteorológico, me estoy dedicando en cuerpo y alma a una de las cosas que más me han atraído desde siempre: la fotometría. Junto a Rafael Benavides he podido compartir algunas noches de observación, cada uno en su observatorio separados por unos 250 Km de distancia, siguiendo estrellas variables de muy corto periodo y el asunto es fascinante, más cuando los resultados son tan atractivos como los que vamos consiguiendo. Y, de paso, aportamos nuestro granito de arena a la AAVSO con medidas de estrellas que no poseen observaciones en su base de datos.

Sin embargo, hay otro tipo de fotometría. Me gusta llamarla "extrema" porque realmente lo es. Acostumbrado a medir el brillo de estrellas variables cuyas amplitudes son, en general, generosas (hablamos de medir el brillo de una variable tipo HADS cuya amplitud es de 0,2 magnitudes, por ejemplo), cuando uno pretende observar un tránsito de un planeta extrasolar (exoplaneta) la cosa se complica hasta límites increíbles. Tales que uno piensa que no lo puede hacer. Hay que recordar que hace 15 años eran muy pocos observatorios en el mundo los que lo podían hacer. La técnica estaba en ciernes y había quien dudaba, incluso, que el método llegara a funcionar.

Con exoplanetas hablamos de amplitudes del rango de 0,02 magnitudes o menos. Por eso lo de "fotometría extrema". Los cuidados que hay que tener para que el resultado sea presentable y realmente se pueda vislumbrar el tránsito del exoplaneta delante de su estrella-madre son muy exigentes: que la noche tenga un seeing adecuado, acertar con la exposición empleada, revisar bien las efemérides y la situación de la estrella en el cielo... Una aventura, vamos. No obstante, siempre quiso probar la técnica. Y de este verano no iba a parar.



Muy brevemente recordaré en qué consiste la detección de un tránsito de un exoplaneta. Cuando se da la coincidencia de que el plano de la órbita de un planeta extrasolar ocurre en nuestra línea de visión desde la Tierra es posible detectar la caída de brillo que sufre la estrella sobre la que orbita cuando el planeta pasa ante ella. Es como un eclipse Sol, vamos. Solo que a miles de años luz de distancia. Creo que se entiende mucho mejor con el vídeo de más arriba. Esta es la segunda técnica empleada para detectar planetas extrasolares, la otra consiste en medir la velocidad radial de estrellas en espera de poder medir el empuje gravitatorio que produce un planeta que gira a su alrededor.

La noche del 11 de julio decidí que había llegado el momento y me lancé a la aventura. Seleccioné al exoplaneta TrES-3B que orbita a una estrella situada más o menos a 1300 años luz de distancia. El planeta tiene un tamaño superior al de Júpiter (casi el doble) con la particularidad de que su periodo de traslación es inferior a un día... Imaginemos por un momento que estamos hablando de un planeta más grande que Júpiter pero que está situado mucho más cerca de su estrella que Mercurio en el caso del Sol. Increíble. Ningún astrónomo esperaba que tales planetas pudieran existir en la galaxia. Su temperatura debe ser tan elevada que se les denomina "Júpiter caliente".

Crédito: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

Muy nervioso por la suerte que me pudiera deparar la noche, empleé exposiciones de 100" y tuve que desenfocar la estrella para conseguir el número de cuentas adecuado. Era mágico ir viendo en la pantalla del ordenador cada punto en la curva de luz comprobando cómo, efectivamente, en el momento previsto del inicio del eclipse se producía la bajada de brillo. ¡Midiendo diferencias de magnitud del orden de milésimas! Tras una larga noche dedicada a este exoplaneta el resultado mereció la pena, más para ser el primero. Envié las medidas al Exoplanet Transit Database (ETD) de la Sección de Estrellas Variables y Exoplanetas de la Asociación Checa de Astronomía, que es la institución que recopila la mayoría de ellos. Os adjunto la curva de luz.


Hace aproximadamente dos semanas, Rafael Benavides, que también tenía en mente observar estos objetos, me propuso intentar uno nuevo. Así lo acordamos. La mala suerte quiso que, por problemas técnicos, no culminara con éxito mi intención, si bien Rafa consiguió un resultado espectacular. ¡Su primer tránsito exoplanetario! No os perdais la crónica que escribió para su blog.

Tras unos viajes pendientes, anoche decidí que había llegado el momento de sacarme la espinita de la experiencia fallida anterior y localicé un nuevo tránsito que me era favorable, especialmente por el horario. Se trata de TrES-5B, descubierto por el mismo equipo que el anterior en el año 2011. Se trata de otro Júpiter caliente orbitando una estrella de magnitud 13,72 en la constelación de Cygnus. Se encuentra a 1174 años luz de nosotros. Solo tenía una pega: ocurría en el horizonte NW de mi observatorio, uno de los peores que tengo por encontrarse justo en la dirección del centro de la ciudad siendo, por tanto, la zona más contaminada lumínicamente. A pesar de todo quería intentarlo. La noche fue larga, hasta cerca del amanecer siguiendo la evolución del tránsito. Pero finalmente pude capturarlo. No obtengo un perfil tan claro como con el anterior, la noche presentaba mayor turbulencia y eso se nota en el resultado. No obstante, mis observaciones coinciden casi totalmente con las efemérides y me doy por satisfecho, máxime cuando observo en los diagramas O-C de mis observaciones son bastante coherentes.

He aprendido mucho en estas sesiones sobre los aspectos prácticos de esta "fotometría extrema". Espero poder ponerlos en práctica en próximos tránsitos con éxito. Esto es apasionante.

Agradezco a Ramón Naves todos los consejos recibidos para llevar a buen puerto esta aventura, a Stanislav Poddaný (del equipo del ETD de la Rep. Checa) por su ayuda y a Rafael Benavides por sus ánimos y proyectos conjuntos.

1 comentario:

Rafael Benavides dijo...

Enhorabuena por esos resultados tan espectaculares. Estamos hablando de detecciones muy precisas impensables hasta hace bien poco, así que por mi parte no puedo hacer otra cosa que asombrarme ante tales resultados. Son increíbles!!

Y gracias por "picarme" para conseguir mi primer tránsito. Yo nunca lo habría intentado solo.

Todo un honor esos seguimientos fotométricos que hacemos, no se pueden hacer en mejor compañía y con mejores resultados :-)

Un abrazo