Spitzer examina la luz de dos exoplanetas

El Telescopio Espacial Spitzer de la NASA ha capturado por primera luz de planetas fuera de nuestro Sistema Solar, también conocidos como exoplanetas, y ha identificado moléculas en sus respectivas atmósferas. La captación de esta señal es un logro significativo encaminado hacia la capacidad de descubrir vida en planetas rocosos extrasolares, y dicha capacidad para encontrarlos, ha llegado unos años antes de lo esperado por los astrónomos.

"Esto es una sorpresa asombrosa, " dijo el Doctor Michael Werner, científico del proyecto Spitzer perteneciente al Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, Pasadena, California, " no pensábamos cuando diseñamos a Spitzer que haría un trabajo tan extraordinario en relación a planetas extrasolares o exoplanetas".

Spitzer, es un telescopio espacial orbitando la Tierra que estudia el Universo en el infrarrojo, y ha obtenido datos detallados, llamados espectros, de dos exoplanetas gaseosos. Son los llamados HD 209458b y HD 189733b, similares a Júpiter en cuanto a su formación gaseosa pero mucho más calientes y que a diferencia Júpiter, se encuentran orbitando a sus estrellas mucho más cerca de lo que está Júpiter de nuestro Sol.

Los datos indican que los dos planetas son menos húmedos y están más nublados de lo previsto. Los teóricos pensaron que los planetas calientes del tipo Júpiter, tendrían mucha agua en sus atmósferas, pero sorprendentemente no se ha encontrado agua alrededor de HD 209458b Y HD 189733b. Según los astrónomos, el agua podría estar presente, pero enterrada bajo un grueso manto de nubes altas que no contienen agua.

Estas nubes podrían estar llenas del polvo. Uno de los planetas, HD 209458b, mostró las características de granos de arena diminutos, llamados silicatos en su atmósfera. Esto podría indicar que los cielos del planeta están llenos de nubes altas, con mucho polvo a diferencia de lo que hemos podido observar alrededor de planetas en nuestro propio Sistema Solar.

"Es prácticamente imposible que el agua, en forma del vapor, esté ausente del planeta, luego debe estar oculta, probablemente por la capa de nube polvorienta que descubrimos en nuestro espectro, " dijo el Doctor Jeremy Richardson, autor de un escrito sobre Naturaleza que aparece el 22 de febrero y donde describe un espectro para HD 209458b.

Además del equipo de Richardson, otros dos grupos de astrónomos utilizaron a Spitzer para capturar los espectros de exoplanetas. Un equipo conducido por el Doctor Carl Grillmair del Centro de Ciencia de Spitzer de la NASA en el Instituto de California de Tecnología en Pasadena, California, observó HD 189733b, mientras un equipo conducido por Doctor Mark R. Swain de JPL enfocó el mismo planeta en el estudio de Richardson, obteniendo resultados similares. Los resultados de Grillmair serán publicados en Astrophysical Journal Letters.

Un espectro es creado cuando un instrumento llamado un espectrógrafo hiende la luz de un objeto en sus longitudes de onda diferentes, así como un prisma convierte la luz del sol en un arco iris. El modelo del paso de la luz, llamado espectro, revela "las huellas digitales" de sustancias químicas que forman el objeto.

Hasta ahora, los únicos planetas para los cuales los espectros estaban disponibles, pertenecían a nuestro propio Sistema Solar. Los planetas que estudia el telescopio Spitzer se encuentran alrededor de estrellas que están demasiado lejos para ser observados a simple vista. HD 189733b está los 370 billones de millas de distancia, en la constelación de Vulpécula o el zorro, y HD 209458b está a 904 billones de millas de distancia en la constelación de Pegaso. Esto significa que ambos planetas están al menos aproximadamente un millón de veces más lejos lejos de nosotros que Júpiter. En el futuro, los astrónomos esperan tener espectros de planetas más pequeños, de formación rocosa, más allá de nuestro Sistema Solar. Esto les permitiría buscar las huellas de la vida, y obtener la clave de moléculas que originen la existencia de vida, como el oxígeno y posiblemente la clorofila.

" Con estas nuevas observaciones, mejoramos los instrumentos que un día proporcionarán el hallazgo de la vida en otra parte si es que existe, " dijo Swain. " Esto es como un ensayo general."
Spitzer fue capaz de descubrir los espectros de la débil luz de los dos planetas, utilizando una técnica conocida como " eclipse secundario". En este método - usado por Spitzer en 2005 para detectar directamente la luz de un exoplaneta por primera vez - verificando el tránsito de un supuesto planeta girando en torno a su estrella, temporalmente desaparece de nuestro punto de vista desde la Tierra. Midiendo la pendiente en la luz infrarroja que ocurre cuando el planeta desaparece, Spitzer puede descubrir cuanta luz viene únicamente del planeta. La técnica trabajará sólo en longitudes de onda infrarrojas, donde el planeta es más brillante que en longitudes de onda visibles.

En los nuevos estudios, el espectrógrafo del Spitzer, que mide la luz infrarroja en una gama de longitudes de onda, observó fijamente el tránsito de los dos planetas orbitando sus estrellas. Esto permitió a los astrónomos restar los espectros de las estrellas, de los espectros de los planetas para obtener así los espectros de los planetas únicamente.

" Cuando intentamos hacer primero estas observaciones, fueron consideradas el alto riesgo porque no muchas personas pensaron que se lograrían resultados, " dijo Grillmair. " Pero Spitzer ha resultado ser perfecto para esta tarea, mucho más de lo que se pensaba."

Las observaciones anteriores de HD 209458b por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA revelaron elementos individuales, como el sodio, oxígeno, carbón y el hidrógeno. Las observaciones del Spitzer indicaron menos sodio de lo predicho, apoyando otra vez la idea que el planeta está compuesto de nubes altas.

Los astrónomos esperan utilizar a Spitzer para los estudios adicionales del tránsito de exoplanetas. De los aproximadamente 200 exoplanetas conocidos hasta el momento, 14 son a través del tránsito. Al menos tres de estos además de HD 209458b Y HD 189733b son candidatos por obtener espectros. Los estudios espectrales más lejos de HD 209458b Y HD 189733b también cederán más información sobre las atmósferas de los planetas.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en Pasadena, California, dirige la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misión de Ciencia de la NASA, en Washington. Las operaciones de ciencia son conducidas en el Centro de Ciencia de Spitzer en el Instituto de California de Tecnología, también en Pasadena. El espectrgrafo infrarrojo del Spitzer fue construido por la universidad de Cornell, Ithaca, Nueva York. Su desarrollo fue conducido por el Doctor Jim Houck de Cornell.

Imágen propiedad: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)

Fuente: Spitzer