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Publicado el: 8/4/2013
Posted by DANIEL TORRES RODENAS

El telescopio espacial Kepler le da la razón a Einstein


El telescopio espacial Kepler de la NASA, cuya misión es buscar planetas extrasolares, ha sido noticia esta semana por confirmar la teoría de Einstein, ¿qué es lo que ha logrado? El telescopio espacial Kepler de la NASA fue lanzado al espacio en marzo de 2009. Su misión es descubrir nuevos planetas extrasolares y en especial “exotierras”, exoplanetas similares en tamaño a la Tierra y situados en la zona habitable de su estrella. Kepler observa de forma continua una región del cielo con 170 000 estrellas. Utiliza un espejo de 1,4 metros de diámetro y una cámara digital de 42 CCDs, con un total de 95 megapíxels. Muchas de las estrellas estudiadas son sistemas estelares binarios, formados por dos estrellas. Kepler ha sido noticia esta semana porque uno de sus candidatos a exoplaneta gigante gaseoso ha resultado ser una (micro)lente gravitacional. Un ejemplo de cómo la gravedad curva y magnifica la luz de una estrella como predice la teoría general de la relatividad de Einstein.

Noticia en inglés: ”Gravity-bending find leads to Kepler meeting Einstein,” Phys.org, Apr 4, 2013. Artículo técnico: Philip S. Muirhead et al., “Characterizing the cool KOIs. V. KOI-256: A mutually eclipsing post-common envelope binary,” The Astrophysical Journal 767: 111, 2013.

Kepler ha descubierto un candidato a planeta que ha resultado ser un fenómeno mucho más interesante y especial. ¿Cómo ha ocurrido este descubrimiento? El telescopio espacial Kepler detecta exoplanetas con el método del tránsito: mide el brillo de una estrella de forma continua y si observa una disminución en el brillo con un patrón característico, se infiere la posible existencia de un planeta que ha pasado por delante de la estrella. Kepler sólo nos ofrece candidatos a planetas que han de ser confirmados de forma independiente por telescopios terrestres o por otros métodos de observación. La disminución de la luz de una enana roja fue interpretada como candidato a planeta gigante gaseoso. Las observaciones posteriores con el telescopio Hale en San Diego para confirmar si era o no un planeta, mostraron que lo que se estaba viendo en realidad no era un planeta alrededor de la enana roja, sino un sistema binario formado por una enana blanca (cuyo tamaño es similar a nuestra Tierra, aunque su masa es similar a la del Sol) y la enana roja (de mayor tamaño). La disminución del brillo observada en la enana roja se debía al paso de la pequeña enana blanca por delante de la enana roja. Este ejemplo no fue descartado como candidato a planeta porque la gravedad de la enana blanca actuaba como una lente que amplificaba la luz de la enana roja. Por ello, la disminución de la luz de la enana roja fue mucho más pequeña de lo esperado, al ser magnificada por la gravedad de la enana blanca. Lo bueno es que este falso positivo a dado lugar a un ejemplo casi perfecto de lo que predijo Albert Einstein, una microlente gravitacional.

Dibujo20130407 white dwarf eclipse - top - white dwarf transit - bottom

Por el método del tránsito que utiliza Kepler, muchos de los candidatos a planetas que descubre no son en realidad planetas verdaderos. ¿Se sabe cuántos de sus candidatos son exoplanetas y no falsos positivos? En el campo visual de Kepler hay unas 170 000 estrellas que serán observadas hasta el año 2016. Estas estrellas han resultado ser más activas y variables de lo que se creía, por lo que sus curvas de luz presentan más ruido del esperado. El catálogo de señales potenciales de tránsitos planetarios de Kepler, a día de hoy, son 18.406 candidatos en 11.087 estrellas, pero se cree que sólo el 50% serán planetas. Entre este catálogo de señales, se han identificado 2740 candidatos a planetas (llamados KOIs), que orbitan 2036 estrellas en total. Sin embargo, sólo se han confirmado 106 exoplanetas. La confirmación de un KOI no es tarea fácil porque requiere observaciones independientes por parte de instrumentos terrestres.

Las manchas solares también se pueden confundir con planetas mediante el método del tránsito. ¿Cómo se evitan estos falsos positivos? Para evitar confundir manchas solares y otras variaciones del brillo de la estrella con planetas, sólo se considera un candidato a planeta cuando su tránsito ha sido observado durante al menos tres veces. Para un planeta tipo Tierra en la zona habitable de una estrella tipo el Sol, esto requiere unos tres años de observación (por eso detectar exotierras requiere mucho tiempo). Las manchas solares y las fulguraciones son fenómenos que no son periódicos y aparecen de forma aleatoria por lo que son fáciles de descartar. Aún así, la confirmación del candidato mediante telescopios terrestres u otros métodos es obligatoria en todos los casos.

¿Ha descubierto Kepler alguna exotierra en la zona habitable de su estrella? Con el método del tránsito detectar exoplanetas pequeños es muy difícil: un planeta gigante (tipo Júpiter o Saturno) causa una disminución en el brillo de la estrella durante el tránsito de sólo un 1%, pero esta variación se reduce a un 0,1% para un planeta similar a Urano y un ridículo 0,01%, o incluso menos, para un planeta terrestre. Lo más numeroso en los candidatos de Kepler a explaneta son las supertierras (planetas con una masa entre 1,2 y 10 veces la de la Tierra). En los 2740 candidatos de Kepler hay 350 candidatos a exotierras que tienen un tamaño similar al de nuestro planeta. Se estima que el número de falsos positivos (candidatos que no son planetas) debe ser sólo del 10%. Pero Kepler ha descubierto gran número de planetas curiosos e intesantes, como planetas circumbinarios (que giran alrededor de dos estrellas al mismo tiempo), una supertierra potencialmente habitable Kepler-22b, un planeta más pequeño que Mercurio y muchos sistemas planetarios. Pero todavía no se ha confirmado ninguna exotierra en la zona habitable de su estrella (la confirmación es el paso más difícil de realizar).


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Por DANIEL TORRES RODENAS 4/08/2013. Archivada en , , , , . Puedes sseguir todo lo relacionado con esta y otras entradas mediante RSS 2.0. Deja un comentario

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