Cuatro exoplanetas podrían orbitar una estrella similar al sol

Los astrónomos han usado una técnica innovadora para descubrir cuatro candidatos a exoplanetas de tamaño súper terrestre que orbitan alrededor de Tau Ceti, una estrella similar al Sol a 12 años luz de distancia.

Esta ilustración compara los cuatro planetas detectados alrededor de la estrella cercana Tau Ceti (arriba) y los planetas internos de nuestro sistema solar (abajo).
F. Feng (Universidad de Hertfordshire, Reino Unido)

Cuando los pocos descubrieron los exoplanetas por primera vez en la década de 1990, los equipos compitieron para medir las oscilaciones de las estrellas cercanas, inducidas por los tirones gravitacionales de los planetas en órbita. La velocidad radial de una estrella (su movimiento hacia o desde la Tierra) se puede medir por su espectro, donde el efecto Doppler cambiará las líneas espectrales a medida que la estrella se tambalea. Cuanto más pequeño es el bamboleo, más pequeño es el cambio, y cuanto más pequeño es el planeta tirando.

Ahora los astrónomos están probando los límites de lo que puede lograr este método de búsqueda de planetas.

Inicialmente, el proceso de descubrimiento de exoplanetas fue relativamente sencillo, aunque requirió mucho tiempo y mucho telescopio. Un Júpiter caliente en una órbita estrecha induce un gran bamboleo en su estrella, desplazándolo hacia adelante y hacia atrás varios metros por segundo durante un período de días, generando una señal clara y regular. Pero si los astrónomos quieren detectar un planeta del tamaño de la Tierra a una distancia similar a la Tierra de su estrella, necesitarán mediciones de velocidad radial mucho más sensibles, alrededor de 0.1 m / s. Y las cosas se ponen difíciles cuando los astrónomos comienzan a alcanzar menos de 1 m / s. Es fácil confundir los movimientos en la superficie de una estrella con el movimiento de la estrella misma o con las señales internas generadas por el propio instrumento. La señal de un pequeño planeta puede perderse en el ruido.

Fabo Feng (Universidad de Hertfordshire, Reino Unido) y sus colegas están adoptando un nuevo enfoque para las mediciones de velocidad radial, profundizando en el ruido para obtener señales inducidas por el planeta. El equipo examinó más de 9, 000 mediciones espectroscópicas de la estrella recolectada utilizando el instrumento de búsqueda de planetas de alta velocidad radial (HARPS), un espectrógrafo instalado en el telescopio de 3, 6 metros del Observatorio Europeo Austral en el Observatorio La Silla en Chile.

Cuando el equipo eliminó todas las fuentes conocidas de ruido de los espectros de la estrella, quedaron cuatro señales regulares. Los candidatos al planeta se llaman Tau Ceti e, f, g, y h. Dos de los candidatos ya habían sido sospechosos en un estudio anterior, mientras que otros dos (gyh, con órbitas estrechas de 20 y 49 días) son hallazgos nuevos. La velocidad radial que estos planetas inducen en su estrella es tan baja como 0.3 m / s; en otras palabras, el instrumento ha alcanzado casi, pero no del todo, la capacidad de encontrar un planeta del tamaño de la Tierra en una órbita similar a la Tierra.

"Nos dimos cuenta de que podíamos ver cómo la actividad de la estrella difería en diferentes longitudes de onda y usar esa información para separar esta actividad de las señales de los planetas", dijo Mikko Tuomi (Universidad de Hertfordshire, Reino Unido). `` No importa cómo veamos la estrella, parece que hay al menos cuatro planetas rocosos orbitando alrededor de ella ''.

Los resultados serán publicados en el Astronomical Journal (texto completo aquí).

Paul Robertson (Penn State), que no participó en el estudio, encontró el método intrigante. `` Independientemente de si los cuatro candidatos pasan la prueba del tiempo, este trabajo representa un esfuerzo importante para avanzar en nuestra capacidad de distinguir los planetas de buena fe del ruido astrofísico e instrumental '', dice.

Las estrellas enanas rojas más pequeñas y frías se han convertido en el objetivo de muchas búsquedas de nuevos planetas por su proximidad a la Tierra, pero estas estrellas son propensas a destellos de alta energía y microflares que podrían poner en peligro la vida en los planetas circundantes. Tau Ceti es la estrella similar al Sol más cercana, y no exhibe mucha actividad de alta energía. Sin embargo, Tau Ceti tiene 10 veces más cometas y asteroides que se encuentran en nuestro sistema solar, por lo que la posibilidad de impactos podría ser considerablemente mayor para los planetas Tau Ceti que en la Tierra. Aún así, sigue siendo un objetivo popular para las búsquedas SETI.

Dos de los planetas de la estrella, Tau Ceti e y f, orbitan en la zona habitable. Eso significa que, si los planetas tenían superficies sólidas, están a la distancia correcta de la estrella para que exista agua líquida en sus superficies. Los planetas tienen masas al menos 4 veces la masa de la Tierra, por lo que no está claro si son más como super-Tierras sólidas o mini-Neptunas gaseosas. Los tamaños del planeta aún se desconocen, por lo que las mediciones futuras serán clave para determinar las composiciones de los planetas.