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Detección de un planeta gigante utilizando un evento de microlente

Una imagen del Hubble de una galaxia roja que actúa como una lente gravitacional para una galaxia azul más distante, doblando su luz en un arco. Los exoplanetas se pueden detectar a través de un efecto similar, la microlente gravitacional, cuando una estrella en primer plano y su planeta en órbita pasan fortuitamente a través de una estrella de fondo en el cielo, creando destellos brillantes. Los astrónomos han detectado un nuevo exoplaneta del tamaño de Júpiter microlentizado alrededor de una estrella enana M, y utilizan el resultado para ayudar a decidir entre los escenarios de formación de planetas en competencia. Crédito: ESA/Hubble y NAS

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Hasta la fecha se han detectado más de 5.000 exoplanetas, y más del 90% de ellos se han encontrado mediante el uso de las técnicas de tránsito o velocidad radial. Del otro 10%, 105 se encontraron utilizando el método de microlente que aprovecha el hecho de que el camino de un haz de luz está doblado por la presencia de un cuerpo masivo. La fuerza gravitacional del cuerpo actúa como una lente (una “lente gravitacional”) para distorsionar la imagen de un objeto visto detrás de ella. Cuando un objeto masivo pasa fortuitamente frente a una estrella, actúa como una lente gravitacional y, por lo tanto, su movimiento a través del cielo hace que la estrella de fondo parezca iluminarse brevemente. Cuando el objeto en primer plano es una estrella que alberga un planeta, ambos cuerpos pueden producir eventos de iluminación a medida que pasan frente a la estrella, y los destellos vistos desde la Tierra se pueden modelar para determinar sus masas y separación.

El método de microlente ofrece dos ventajas significativas sobre las técnicas de detección de exoplanetas más comunes. En primer lugar, el brillo del efecto de microlente no depende del brillo del cuerpo en movimiento, solo de su masa, lo que permite detectar estrellas enanas M débiles y de baja masa. La segunda ventaja es que el planeta de microlente puede orbitar su estrella a una gran distancia, incluso muchas unidades astronómicas. (Dado que las técnicas normales de exoplanetas, como el tránsito, requieren múltiples detecciones durante muchos períodos orbitales, los exoplanetas con órbitas grandes tardan años en completar su ciclo y hasta ahora la gran mayoría de todos los exoplanetas medidos tienen órbitas más pequeñas que una unidad astronómica). Como resultado de sus grandes órbitas, los planetas gigantes detectados alrededor de las estrellas anfitrionas de microlentes suelen estar lo suficientemente lejos como para residir más allá de la “línea de nieve”, la distancia a la que se congelaría el agua superficial.

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La astrónoma del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA) Jennifer Yee colabora con un equipo de astrónomos del proyecto OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), que descubrió el evento de microlente OGLE-2017-BLG-1049. El análisis fue dirigido por sus colegas de la Red de Telescopios de Microlentes de Corea.

Modelaron los eventos de iluminación utilizando algunas suposiciones probables, y concluyeron que la estrella anfitriona es una enana M con una masa de aproximadamente 0,55 masas solares; el planeta tiene una masa de aproximadamente 5,5 masas de Júpiter y orbita a una distancia de 3,9 unidades astronómicas. Estos resultados tienen implicaciones directas para los modelos de formación de planetas. Cincuenta y cuatro de los exoplanetas microlentes conocidos son gigantes alrededor de las enanas M, como este nuevo, lo que sugiere que los planetas son comunes alrededor de las enanas M.

Sin embargo, en el modelo de acreción del núcleo de formación de planetas, en el que los planetas se ensamblan gradualmente a partir de rocas más pequeñas, se espera que se encuentren muy pocos planetas alrededor de las estrellas enanas M. El resultado parece, en cambio, apoyar el modelo alternativo de inestabilidad del disco en el que un disco giratorio se fragmenta en grupos que forman planetas, y predice que existen muchos planetas alrededor de estrellas enanas M.

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Referencia: Referencia: “OGLE-2017-BLG-1049: Another Giant Planet Microlensing Event” Yun Hak Kim, Sun-Ju Chung, A. Udalski, Ian A. Bond, Youn Kil Jung, Andrew Gould, Michael D. Albrow, Cheongho Han, Kyu-Ha Hwang, Yoon-Hyun Ryu, In-Gu Shin, Yossi Shvartzvald, Jennifer C. Yee, Weicheng Zang, Sang-Mok Cha, Dong-Jin Kim, Hyoun-Woo Kim, Seung-Lee Kim, Chung-Uk Lee y Dong-Joo Lee, 31 de diciembre de 2020, Revista de la Sociedad Astronómica Coreana. DOI: 10.5303/JKAS.2020.53.6.161

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