A la Caza de Nuevos Mundos / On the Hunt for New Worlds

in Cervantes3 months ago


imagen.png
Imagen del exoplaneta HIP 65425 b en diferentes bandas de luz infrarroja, visto desde el telescopio espacial James Webb / Image of the exoplanet HIP 65425 b in different infrared light bands, as seen from the James Webb Space Telescope. Fuente / Source

Separador rojo.png

Español

Separador rojo.png

A la Caza de Nuevos Mundos

Continuando con los descubrimientos, en forma de nuevas imágenes del Telescopio Espacial James Webb, la semana pasada, se dio a conocer que el telescopio espacial, logró fotografiar directamente, su primer exoplaneta, tarea nada fácil, dada la precisión y resolución que se requiere, como para detectar la incipiente luz reflejada por un exoplaneta, en comparación con la emitida por su estrella; se trata de HIP 65426 b, un gigante gaseoso con una masa entre seis y doce veces la de Júpiter, que se encuentra a una distancia de su estrella de unas 100 UA, lo suficientemente alejado, como para que el James Webb pueda diferenciar uno del otro. [1]

Si bien no es la primera imagen directa de un exoplaneta, pues ya existen más de cincuenta exoplanetas observado directamente, y ni siquiera es la primera imagen de HIP 65426 b, que se obtiene, pues con anterioridad ha sido registrado por otros telescopios en tierra, la imagen del Webb es la mejor que se ha obtenido hasta el momento, y continúa demostrando las capacidades del nuevo telescopio espacial. Sin embargo, aun cuando una de las principales aplicaciones programadas para el James Webb es la exploración de exoplanetas, estudiando su habitabilidad, su diseño no fue proyectado específicamente para la observación directa o búsqueda de ellos; siendo por el contrario un telescopio diseñado con propósitos generales.

Cabe la pregunta, si resulta tan complejo, obtener la imagen de un exoplaneta, ¿Cómo es posible que?, según el último recuento de la NASA, haya unos 5000 confirmados. La respuesta es que, fuera de la obvia, pero remota posibilidad de observarlos directamente, existen otros métodos e instrumentos especializados, para la búsqueda de exoplanetas.

Método de Velocidad Radial: esta técnica consiste en estudiar los leves cambios en la longitud de onda de la luz emitida por la estrella, lo cual delata el bamboleo que, en su rotación, ocasionan él o los planetas que giran a su alrededor. Si bien las estrellas son mucho más masivas que el total de los cuerpos que la orbitan, estos cuerpos, planetas, suelen interactuar gravitacionalmente con la estrella, ocasionando que su eje de rotación, oscile o se tambalee, y estos tambaleos se pueden medir como desplazamientos al rojo o el azul, del espectro de la estrella, según el tambaleo la aleje o aproxime a la Tierra. El análisis de esta velocidad de oscilación permitiría determinar la masa y otros parámetros, del o los cuerpos, exoplanetas, que la orbitan. [2][3]

Método del Transito: este es el método más prolífico, contando en su haber casi 4000, de los 5000 exoplanetas confirmados, consiste en detectar las mínimas variaciones en la intensidad del brillo de la estrella, que ocurren, cuando la órbita del planeta lo lleva a interponerse entre nosotros y la estrella; cuando estas disminuciones en el brillo de la estrella son periódicas, se podría tratar de un exoplaneta. Dentro de su simplicidad el método del transito requiere de instrumentos muy sensibles, como para notar variaciones de intensidad que suelen ser casi imperceptibles, dada la generalmente abismal diferencia de tamaño entre la estrella y sus planetas; además, el método requiere que el plano de la órbita del o los planetas esté ubicado de forma tal, que los tránsitos puedan ser vistos desde la Tierra. [2][3]

Una variable del método del tránsito es el de la Variación en el Tiempo de Tránsito, el cual se usa en caso de haber más de un exoplaneta orbitando la estrella, en cuyo caso, se pueden tener diferentes atenuaciones en el brillo de la estrella, que son cronometradas, para determinar sus regularidades y así poder identificar cuantos exoplanetas existen. [2][3]

Método de la Imagen Directa: esta técnica se mencionó indirectamente al principio del artículo, y consiste en obtener imágenes directas del exoplaneta, para ello, obviamente, se requiere de grande telescopios, con una gran resolución de imagen y del uso de máscaras o tapasoles, que son interpuestos en el mismo telescopio, en la dirección de la estrella, para atenuar lo más posible su brillo y poder diferenciar así él o los exoplanetas, adicionalmente la exploración suele hacerse en el espectro infrarrojo en el que el resplandor de la estrella suele ser mucho menor que en la luz visible. Por supuesto este es uno de los métodos de mayor complicación y con menos resultados, llegando a obtenerse poco más de 50 imágenes directas de exoplanetas. [2][3]

Método del Microlentes Gravitacionales: este método busca la pequeña distorsión en la imagen de la estrella que ocasiona el campo de gravedad de un exoplaneta, cuando se cruza frente a ella. Como consecuencia de la desviación de la luz, cuando atraviesa un campo gravitacional, la luz de una estrella se ve desviada en su curso, por el campo de gravedad de un planeta que la orbite, este efecto es denominado microlente gravitacional y puede ser observado en la forma de una distorsión que duplica la imagen de la estrella, observada a través de un telescopio. [2][3]

Método de la Astrometría: esta técnica se basa en el mismo principio de oscilación en el eje de rotación de la estrella por la masa de los planetas que la orbitan, en la que se basa el método de la velocidad radial, sólo que para determinar este bamboleo no se mide la variación en la longitud de onda de la luz que recibimos de la estrella, sino, su variación de posición en relación a las estrellas que la circundan. Obviamente este método requiere de instrumentos muy precisos, de técnicas de procesamiento de imágenes muy avanzadas y de cálculos muy arduos y complejos, para poder detectar estos minúsculos movimientos. [2][3]

Método de Cronometría de Pulsar: esta técnica se utiliza para determinar la existencia de exoplanetas orbitando estrellas de neutrones del tipo pulsar. Si bien no es lo común encontrar un planeta orbitando un pulsar, dado el escenario de una supernova, en el que se forman este tipo de remanentes estelares, está tiene el merito de ser la primera técnica por la que fue descubierto un exoplaneta, en 1992. Consiste en estudiar las variaciones en los pulsos de radio emitidos por el pulsar. Cuando un pulsar gira, emite un haz de ondas de radio continuo, desde su polo magnético, y si la Tierra se encuentra en el camino de ese haz, se puede observar como un destello regular en forma de pulsación, debido a la inclinación del eje de rotación del pulsar, cuando hay un planeta orbitando el pulsar, este destello oscila regularmente en su tiempo, posición o intensidad, debido al tirón gravitacional producido por el planeta. [4]

Método de la Perturbación en Discos de Polvo: esta técnica es una variación de la observación directa, aplicable en el caso de estrellas jóvenes, con discos de polvo a su alrededor, cuando existen planetas en ellos, ocasionan discontinuidades en los discos de polvo, que delatan su existencia. [5]

Método de la Binaria Eclipsante: este último método, se emplea en caso de que el planeta orbite un sistema de estrellas binarias eclipsantes, en cuyo caso se puede detectar por pequeñas variaciones en la ocurrencia de los eclipses, que son ocasionadas por el efecto gravitacional del o los planetas. [5]

Existe una variedad de instrumentos en tierra y el espacio pensados para usar estos métodos en el descubrimiento de nuevos exoplanetas, algunos de ellos son: El Telescopio Espacial Kepler, la Sonda GAIA, el Buscador de Planetas por Velocidad Radial de Alta Precisión (HARPS), el telescopio de Búsqueda de Gran Angular de Planetas (WASP) y SuperWASP, el Experimento de lente óptica gravitacional (OGLE), el Telescopio Pequeño para Planetas y Planetesimales en Tránsito (TRAPPIST) y el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS), son sólo algunos de los instrumentos dedicados a la búsqueda de planetas más allá del sistema solar a los que sin duda se sumaran muchos más en los próximos años.

Texto de @amart29, Barcelona, Venezuela, septiembre de 2022

Separador rojo.png

English


Separador rojo.png

On the Hunt for New Worlds

Continuing with the discoveries in the form of new images from the James Webb Space Telescope, last week it was announced that the space telescope was able to directly photograph its first exoplanet, not an easy task, given the precision and resolution required to detect the incipient light reflected by an exoplanet, compared to that emitted by its star; HIP 65426 b, a gas giant with a mass between six and twelve times that of Jupiter, is located at a distance of about 100 AU from its star, far enough away for the James Webb to distinguish one from the other. [1]

While it is not the first direct image of an exoplanet, as there are already more than fifty directly observed exoplanets, and it is not even the first image of HIP 65426 b to be obtained, as it has previously been recorded by other ground-based telescopes, the Webb image is the best that has been obtained so far, and continues to demonstrate the capabilities of the new space telescope. However, even though one of the main applications programmed for the James Webb is the exploration of exoplanets, studying their habitability, its design was not specifically projected for the direct observation or search for them; on the contrary, it is a telescope designed for general purposes.

The question arises, if it is so complex to obtain the image of an exoplanet, how is it possible that, according to the last count of NASA, there are about 5000 confirmed exoplanets. The answer is that, apart from the obvious but remote possibility of observing them directly, there are other specialized methods and instruments to search for exoplanets.

Radial Velocity Method: this technique consists of studying the slight changes in the wavelength of the light emitted by the star, which reveals the wobble caused by the planet or planets rotating around it. Although the stars are much more massive than the total of the bodies that orbit them, these bodies, planets, usually interact gravitationally with the star, causing its axis of rotation to wobble or wobble, and these wobbles can be measured as redshifts or blueshifts in the spectrum of the star, depending on whether the wobble moves it away from or closer to the Earth. The analysis of this oscillation velocity would allow to determine the mass and other parameters of the body or bodies, exoplanets, orbiting it. [2][3]

Transit method: this is the most prolific method, with almost 4000 of the 5000 confirmed exoplanets, it consists of detecting the minimum variations in the intensity of the star's brightness, which occur when the planet's orbit takes it to interpose itself between us and the star; when these decreases in the star's brightness are periodic, it could be an exoplanet. Within its simplicity, the transit method requires very sensitive instruments, as to notice variations in intensity that are usually almost imperceptible, given the generally abysmal difference in size between the star and its planets; in addition, the method requires that the plane of the orbit of the planet or planets is located in such a way that the transits can be seen from Earth. [2][3]

A variable of the transit method is the Transit Time Variation, which is used in case there is more than one exoplanet orbiting the star, in which case, one can have different attenuations in the brightness of the star, which are timed, to determine their regularities and thus be able to identify how many exoplanets exist. [2][3]

Direct Imaging Method: this technique was mentioned indirectly at the beginning of the article, and consists of obtaining direct images of the exoplanet, for this, obviously, large telescopes are required, with a high image resolution and the use of masks or masks, which are interposed in the same telescope, in the direction of the star, to attenuate as much as possible its brightness and thus differentiate it or the exoplanets, additionally the exploration is usually done in the infrared spectrum in which the brightness of the star is usually much lower than in visible light. Of course this is one of the most complicated methods and with fewer results, obtaining little more than 50 direct images of exoplanets. [2][3]

Gravitational Microlensing Method: this method looks for the small distortion in the image of the star caused by the gravity field of an exoplanet when it crosses in front of it. As a consequence of the light deflection, when it crosses a gravitational field, the light of a star is deflected in its course by the gravity field of a planet orbiting it, this effect is called gravitational microlensing and can be observed in the form of a distortion that duplicates the image of the star, observed through a telescope. [2][3]

Astrometric method: this technique is based on the same principle of oscillation in the rotation axis of the star by the mass of the planets orbiting it, on which the radial velocity method is based, only that to determine this wobble we do not measure the variation in the wavelength of the light we receive from the star, but its variation of position in relation to the surrounding stars. Obviously this method requires very precise instruments, very advanced image processing techniques and very arduous and complex calculations in order to detect these tiny movements. [2][3]

Pulsar Chronometry Method: this technique is used to determine the existence of exoplanets orbiting pulsar-type neutron stars. Although it is not common to find a planet orbiting a pulsar, given the scenario of a supernova, in which this type of stellar remnants are formed, it has the merit of being the first technique by which an exoplanet was discovered, in 1992. It consists of studying the variations in the radio pulses emitted by the pulsar. When a pulsar rotates, it emits a continuous beam of radio waves, from its magnetic pole, and if the Earth is in the path of that beam, it can be observed as a regular flash in the form of pulsation, due to the inclination of the axis of rotation of the pulsar, when there is a planet orbiting the pulsar, this flash oscillates regularly in its time, position or intensity, due to the gravitational pull produced by the planet. [4]

Dust Disk Perturbation Method: this technique is a variation of direct observation, applicable in the case of young stars, with dust disks around them, when there are planets in them, they cause discontinuities in the dust disks, which give away their existence. [5]

Eclipsing Binary Method: this last method, is used in case the planet orbits an eclipsing binary star system, in which case it can be detected by small variations in the occurrence of eclipses, which are caused by the gravitational effect of the planet(s). [5]

There are a variety of instruments on the ground and in space intended to use these methods in the discovery of new exoplanets, some of them are: The Kepler Space Telescope, the GAIA Probe, the High Accuracy Radial Velocity Planet Finder (HARPS), the Wide Angle Search for Planets (WASP) and SuperWASP telescope, the Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), the Transiting Small Telescope for Planets and Planetesimals (TRAPPIST) and the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), are just some of the instruments dedicated to the search for planets beyond the solar system, to which many more will undoubtedly be added in the coming years.

Text of @amart29, Barcelona, Venezuela, September 2022


Separador rojo.png

Referencias / Sources

[1] Redacción RPP, El telescopio James Webb toma su primera imagen de un planeta fuera del Sistema Solar, RPP
[2] López, J., Encontrar un exoplaneta es dificilísimo, y los astrónomos ya han dado con más de 4800: así es como están haciendo posible lo casi imposible, Xataka
[3] Wikipedia, Métodos de detección de planetas extrasolares, Wikipedia.
[4] Bernardo, A., ¿Qué son los exoplanetas y cómo se descubren?, Hipertextual.
[5] Wikipedia, Planeta extrasolar, Wikipedia.

Sort:  


Logo-Preliminar-topfivefamilyCarlos.png
Con el apoyo de la familia.

Trail de TopFiveFamily

Thanks for your contribution to the STEMsocial community. Feel free to join us on discord to get to know the rest of us!

Please consider delegating to the @stemsocial account (85% of the curation rewards are returned).

You may also include @stemsocial as a beneficiary of the rewards of this post to get a stronger support. 
 

Su post ha sido valorado por @ramonycajal

microscope.jpg

Muy definido es tu encanto por la astronomía @amart29
Felicitaciones por tu buen gusto astronómico viajero del espacio.
¡Tiene usted alas fuertes!

Gracias por compartir tus historias y tus conocimientos!
@amart29