Espectrógrafo
A la izquierda, el Espectrógrafo de Buscador de Planetas de la Zona Habitable (crédito: Gudmundur Stefansson), recientemente instalado en el Telescopio Hobby-Eberly de 10m de diámetro en el Observatorio McDonald en Texas (a la derecha).

Una señal originalmente detectada por el observatorio espacial Kepler ha sido validada como un exoplaneta, utilizando el Buscador de Planetas en Zona Habitable (HPF, por sus siglas en inglés), un espectrógrafo astronómico construido por un equipo de Penn State y recientemente instalado en el telescopio Hobby-Eberly de 10m de diámetro en el Observatorio McDonald en Texas. El HPF proporciona las mediciones de mayor precisión hasta la fecha de señales infrarrojas de estrellas cercanas de baja masa, y los astrónomos lo utilizaron para validar la señal del planeta candidato, al excluir todas las posibilidades de contaminación de señales a un nivel de probabilidad muy alto. Los detalles de los hallazgos aparecen en la revista Astronomical Journal.

El planeta, llamado G 9-40b, tiene aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra, pero probablemente esté más cerca en tamaño de Neptuno. Orbita su estrella anfitriona de baja masa, una estrella enana M, a sólo 100 años-luz de la Tierra. Kepler detectó el planeta observando un descenso en la intensidad en la luz de la estrella anfitriona cuando el planeta cruzó frente a ella durante su órbita, un viaje completado cada seis días terrestres. Esta señal fue validada utilizando observaciones espectroscópicas de precisión del HPF, descartando la posibilidad de un compañero binario estelar o subestelar cercano. Las observaciones de otros telescopios, incluido el telescopio de 3,5m de diámetro en el Observatorio Apache Point y el telescopio Shane de 3m en el Observatorio Lick, ayudaron a confirmar la identificación inicial.

“El planeta G 9-40b se encuentra entre los veinte planetas en tránsito más cercanos conocidos, así que este descubrimiento es realmente emocionante“, comenta Guðmundur Stefánsson, autor principal del artículo, que estudió en Penn State y que actualmente es becario postdoctoral en la Universidad de Princeton. “Además, debido a su gran profundidad de tránsito, el G 9-40b es un excelente exoplaneta candidato para estudiar su composición atmosférica con futuros telescopios espaciales“.

Las observaciones espectroscópicas de HPF nos permitieron colocar a un límite superior de 12 masas terrestres la previsión de la masa del planeta G 9-40b“, comenta Caleb Cañas, estudiante graduado en Penn State y autor del artículo. “Esto demuestra que un planeta está causando el descenso en la intensidad de luz de la estrella anfitriona, en lugar de otro objeto astrofísico como una estrella de fondo. Esperamos obtener más observaciones con HPF para medir con más precisión su masa, lo que nos permitirá delimitar su volumen y composición y diferenciar entre una composición predominantemente rocosa o rica en gas“.

HPF se instaló en el Telescopio Hobby-Eberly de 10m de diámetro en el Observatorio McDonald a fines de 2017 y comenzó sus operaciones científicas completas a fines de 2018. El instrumento está diseñado para detectar y caracterizar planetas en la zona habitable de sus sistemas, la región alrededor de la estrella donde un planeta podría contener agua líquida en su superficie, alrededor de estrellas cercanas de baja masa. Una característica única de HPF es su calibración espectral precisa, con un rastreo de frecuencia láser construido por colaboradores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y la Universidad de Colorado en Boulder.

Utilizando HPF, actualmente estamos examinando las estrellas de baja masa más cercanas, también llamadas enanas M, que son las estrellas más comunes en la galaxia, con el objetivo de descubrir exoplanetas en nuestro vecindario estelar“, afirma Suvrath Mahadevan, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State e investigador principal del espectrógrafo HPF.

Además de los datos obtenidos con HPF, los científicos obtuvieron otra observación del planeta en tránsito utilizando el telescopio de 3,5m de diámetro en el Observatorio de Apache Point en Nuevo México, utilizando una técnica fotométrica e instrumentación desarrollada como parte de la tesis doctoral de Stefánsson. Estas observaciones de tránsito ayudaron a resolver aún más la “forma de tránsito”, la curva que representa la cantidad de luz bloqueada del planeta anfitrión, lo que resulta en parámetros planetarios más precisos. Además, las observaciones de imágenes de alto contraste utilizando el telescopio Shane de 3m en el Observatorio Lick mostraron que la estrella anfitriona era la verdadera fuente de los tránsitos.

Es emocionante ver este primer resultado del análisis del HPF, que fue construido desde cero para permitir mediciones de precisión para descubrir y confirmar planetas“, confirma Larry Ramsey, profesor emérito de astronomía y astrofísica en Penn State.

Fuente: The Astronomical Journal.

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