El instrumento GRAVITY, pionero en la obtención de imágenes de exoplanetas

El instrumento GRAVITY, pionero en la obtención de imágenes de exoplanetas

    El instrumento GRAVITY, instalado en el interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer) del Observatorio Europeo

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El instrumento GRAVITY, instalado en el interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, ha realizado la primera observación directa de un exoplaneta (planeta de fuera de nuestro sistema solar) mediante interferometría óptica. Este método reveló una atmósfera exoplanetaria compleja, con nubes de hierro y silicatos arremolinándose en una tormenta que abarca todo el planeta. La técnica presenta posibilidades únicas para la caracterización de muchos de los exoplanetas conocidos actualmente.

Este resultado ha sido anunciado en una publicación en la revista Astronomy and Astrophysics por la colaboración GRAVITY, en la que presentan observaciones del exoplaneta HR8799e mediante interferometría óptica. El exoplaneta fue descubierto en 2010 en órbita de la joven estrella de secuencia principal HR8799, que se encuentra a unos 129 años-luz de la Tierra, en la constelación de Pegaso.

Para obtener estos resultados, que revelan nuevas características de HR8799e, era necesario utilizar un instrumento con muy alta resolución y sensibilidad. GRAVITY puede utilizar las cuatro unidades de telescopio del VLT de ESO para trabajar como si se tratase de un único telescopio de mayor tamaño, usando una técnica conocida como interferometría. Esto crea un súper telescopio — el VLTI — que recoge e interpreta, de forma muy precisa, la luz de la atmósfera de HR8799e y la de su estrella anfitriona.

HR8799e es un ‘superjúpiter’, un tipo de mundo que no se encuentra en nuestro Sistema Solar, más masivo y mucho más joven que cualquier planeta de los que orbitan alrededor del Sol. Con sólo 30 millones años de edad, este exoplaneta bebé es lo suficientemente joven como para ofrecer a los científicos una herramienta para comprender la formación de planetas y sistemas planetarios. El exoplaneta es completamente inhóspito: la energía sobrante tras su formación y un potente efecto invernadero hacen que HR8799e alcance una temperatura hostil de cerca de 1000 °C.

Es la primera vez que se ha utilizado interferometría óptica para revelar detalles de un exoplaneta y la nueva técnica ha proporcionado un espectro exquisitamente detallado de una calidad sin precedentes, diez veces más detallado que observaciones anteriores. Las mediciones del equipo fueron capaces de revelar la composición de la atmósfera de HR8799e, que contiene algunas sorpresas.

“Nuestro análisis mostró que HR8799e tiene una atmósfera que contiene mucho más monóxido de carbono que metano, algo no esperable de la química en equilibrio”, explica el líder del equipo Sylvestre Lacour, investigador CNRS del Observatorio de París-PSL y del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. “Podríamos explicar mejor estos sorprendentes resultados con la presencia de altos vientos verticales dentro de la atmósfera, que impedirían que el monóxido de carbono reaccionase con el hidrógeno para formar metano”.

El instrumento GRAVITY, pionero en la obtención de imágenes de exoplanetas

Representación artística del exoplaneta observado, que lleva por nombre HR8799e. (Imagen: ESO / L. Calçada)

El equipo descubrió que la atmósfera también contiene nubes de polvo de hierro y silicatos. Esto, combinado con el exceso de monóxido de carbono, sugiere que la atmósfera de HR8799e está inmersa en una enorme y violenta tormenta.

“Nuestras observaciones sugieren que hay una bola de gas iluminado desde el interior, con rayos de luz cálida arremolinándose a través de áreas tormentosas de nubes oscuras”, explica Lacour. “La convección mueve las nubes de partículas de silicato y hierro, que se desagregan y llueven hacia el interior. Esto nos pinta un panorama en el que presenciamos la dinámica atmósfera de un exoplaneta gigante en su nacimiento, sometido a complejos procesos físicos y químicos”.

Este resultado se basa en una cadena de impresionantes descubrimientos llevados a cabo con GRAVITY que han incluido avances tales como la observación, el año pasado, de gas girando al 30% de la velocidad de la luz justo en el límite exterior del horizonte de sucesos del agujero negro masivo que se encuentra en el centro galáctico. También añade una nueva forma de observar exoplanetas al ya extenso arsenal de métodos disponibles para los telescopios e instrumentos de ESO, allanando el camino a muchos más descubrimientos impresionantes.

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