Diagrama de un planeta orbitando su estrella.

Detectando el resplandor infrarrojo de un mundo oscuro. Tránsito del exoplaneta LHS 3844b.

Infografía de un exoplaneta detectado mediante el sistema de tránsito planetario.

Esta infografía ilustra cómo los astrónomos que utilizan las observaciones del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA del sistema LHS 3844b podrían deducir cuánta luz infrarroja combinada provino del exoplaneta del tamaño de la Tierra.

La mayoría de todos los exoplanetas conocidos han sido descubiertos utilizando el método de tránsito a través del cual los astrónomos miden cuidadosamente el brillo de una estrella a lo largo del tiempo, buscando pequeñas caídas en el brillo. Estas caídas pueden ocurrir cuando un planeta en órbita pasa frente a una estrella, bloqueando brevemente una pequeña fracción de su luz total. De esta manera, se puede descubrir un planeta midiendo solo el brillo de la estrella. Esta técnica es particularmente útil ya que en la mayoría de los casos los planetas orbitan tan cerca de sus estrellas que es imposible que los telescopios actuales los vean como puntos separados.

Detectar la luz de un planeta en órbita es mucho más difícil ya que los planetas son mucho más tenues que las estrellas, pero es posible en algunos casos donde el planeta es particularmente brillante.

El diagrama superior muestra un sistema estelar donde la órbita de los planetas está casi al borde de nuestra línea de visión con números asignados a diferentes etapas de su órbita. La tabla inferior muestra las mediciones infrarrojas de Spitzers de la luz combinada de la estrella y el planeta (puntos blancos) con las etapas numeradas correspondientes marcadas.

En la posición 3, el planeta pasa (o transita) frente a la estrella y bloquea una pequeña cantidad de luz de la estrella. En la gráfica de brillo debajo del diagrama, esto corresponde a la gran caída a la izquierda. El tamaño de la inmersión nos dice qué fracción de la luz de las estrellas estaba bloqueada (aproximadamente 0.5%), y a partir de eso, y conociendo el tamaño de la estrella, los astrónomos pueden calcular que el exoplaneta tiene un radio 1,3 veces mayor que el de la Tierra.

En la posición 9, el planeta pasa detrás de la estrella, por lo que todo lo que podemos ver es la luz de las estrellas. La pequeña caída en el brillo en este punto muestra que Spitzer estaba detectando luz del planeta justo antes y después de que se ocultara detrás de la estrella. El tamaño de esta inmersión nos dice el brillo del lado del planeta que mira hacia las estrellas. A partir de esto, los astrónomos calcularon que la temperatura en este lado alcanza hasta 1.410 grados Fahrenheit (770 grados Celsius).

La porción de brillo indicada en naranja corresponde a la cantidad cambiante de luz que podemos atribuir a los diferentes lados del planeta que vemos durante su órbita. Dado que la parte más brillante del planeta parece estar centrada en el lado que mira a la estrella, es muy probable que LHS 3844b esté "bloqueado de marea", lo que significa que un lado del planeta siempre mira a la estrella mientras que el otro lado siempre mira hacia afuera de la estrella.

Los datos también sugieren que este mundo podría ser una roca desnuda sin atmósfera.

La gran diferencia entre los lados del planeta orientados hacia la estrella (9) y hacia el espacio (3) sugiere que se transfiere una cantidad insignificante de calor de un lado al otro. Si hubiera una atmósfera presente, el aire caliente en el lado del día se expandiría naturalmente y generaría vientos que transferirían calor alrededor del planeta. En una roca con poca o ninguna atmósfera, como la Luna, no hay aire presente para transferir calor.

Spitzer observó el LHS 3844b y su estrella en luz infrarroja a una longitud de onda de 4,5 micras utilizando la Cámara de matriz de infrarrojos (IRAC).

El Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California, administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena. Las operaciones espaciales se basan en Lockheed Martin Space Systems en Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech gestiona JPL para la NASA.

Crédito: NASA / JPL-Caltech / L. Kreidberg (Harvard-Smithsonian CfA)

• Publicado en Spitzer el 19 de agosto del 2.019, enlace infografía.

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