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Los primeros exoplanetas

Los primeros exoplanetas fueron descubiertos a principios de los años 1990 orbitando pulsares, estrellas de neutrones en rotación, altamente magnetizadas, que emiten un cono de radiación muy estrecho a lo largo de su eje magnético. Solo cinco años más tarde se empezaron a descubrir planetas extrasolares orbitando estrellas similares al Sol. Hoy son 5.178 exoplanetas confirmados y todavía hay muchos más por descubrir.

Ilustración: una variedad de exoplanetas.

En 1992, los astrónomos descubrieron el primer exoplaneta o planeta fuera de nuestro sistema solar. Pero no vino en ninguna forma que realmente hubieran anticipado.

Las estrellas de neutrones son el segundo tipo de objeto más denso del universo fuera de los agujeros negros. Se forman cuando una estrella gigante muere y explota como resultado del colapso de su núcleo. En pocas palabras, la estrella se vuelve demasiado masiva para continuar y expulsa toda su energía al espacio circundante. El núcleo es una especie de zona cero de esta detonación. Cuando ese núcleo colapsa, dependiendo del tamaño de la estrella, se convierte en una estrella de neutrones o en un agujero negro.

Algunas estrellas de neutrones se llaman púlsares, por los “pulsos” regulares que emiten en frecuencias de radio. Piense en muchos de ellos como un baterista: ritmos rápidos y regulares. Algunos púlsares, llamados púlsares de milisegundos, “tocan” tan rápido que avergonzarían al baterista de Napalm Death, Danny Herrera.

Esos pulsos son tan regulares que si no llegan en el intervalo correcto, los astrónomos saben que algo anda mal.

Un gran avance en 1992 proporcionó pruebas sólidas de la existencia de planetas. Los astrónomos Aleksander Wolszczan y Dale Frail sintonizaron el púlsar PSR B1257+12, a 2300 años luz de distancia. Debería haber pulsado cada 0,006219 segundos, pero de vez en cuando, sus pulsos estaban un poco apagados. Sin embargo, esos ritmos fuera de lo común también se produjeron a intervalos regulares. Después de un estudio intensivo, a Wolszczan y Frail se les ocurrió una explicación de por qué: tenía dos planetas a su alrededor. Uno tenía tres y el otro cuatro veces la masa de la Tierra, y giraban cada 67 y 98 días, redondeando hacia arriba.

Los planetas Pulsar están en algún lugar entre un zombi y una quimera. Cuando una estrella explota, por lo general los planetas de ese sistema son destruidos o expulsados ​​por una onda expansiva. Pero una vez que se calma la violencia, el gas y el polvo pueden recondensarse. Esto, en efecto, significa que los tres planetas en B1257 pueden estar hechos de partes de los planetas que los precedieron. Dada la radiación extrema en estos sistemas, casi nadie ha pensado que el sistema B1257 podría albergar vida.

Entonces, si bien el descubrimiento de 1992 fue una noticia importante, significó que los astrónomos tenían los primeros planetas verificados alrededor de otra estrella, pero ninguna prueba de planetas alrededor de una estrella de secuencia principal como el Sol. Ese tipo de confirmación aún estaba a unos años de distancia.


El trabajo preliminar del exoplaneta

A partir de la década de 1980, muchos grupos habían estado a la caza del primer planeta alrededor de una estrella similar al Sol. Algunos candidatos iban y venían. Otros requirieron docenas o cientos de observaciones para confirmar oficialmente.

Pero una observación en enero de 1995 resultó ser real. Didier Queloz, un estudiante de posgrado de la Universidad de Ginebra, estaba trabajando con su asesor, Michel Mayor, en la búsqueda de planetas extrasolares a través de la velocidad radial, es decir, oscilaciones.

Según se informa, su hallazgo fue una coincidencia fortuita. De un catálogo de firmas de velocidad radial, eligió una estrella de tipo F llamada 51 Pegasi, aproximadamente a 50 años luz de distancia. Estaba tratando de calibrar su código de búsqueda de planetas, optando por la estrella como uno de los pocos candidatos prometedores. Cayó en su lugar esa noche, una señal fuerte aproximadamente cada cuatro días.

Las mediciones colocaron su masa mínima cerca de Júpiter, lo que significa que el objeto era sin duda un planeta. Si bien los astrónomos consideraron posible tener tales períodos, no se esperaba necesariamente encontrar uno en un período tan corto. “En ese momento, yo era el único en el mundo que sabía que había encontrado un planeta”, dijo Queloz a la BBC en 2016. “Estaba realmente asustado, te lo aseguro”.


Había alguna razón para estar asustado: encontrar un planeta era entonces, y de alguna manera todavía lo es, realmente difícil, y había muchos errores, fantasmas, puntos de datos inexplicables y otros contratiempos que nunca parecían formar un planeta o un marrón. enano. Sin embargo, según los datos de Queloz, el planeta ultracaliente, con la mitad de la masa de Júpiter, que se movía rápidamente, estaba allí.

Queloz pasó gran parte del resto de 1995 convenciendo a Mayor de que realmente había encontrado una señal, no un error de instrumento u otra peculiaridad de la observación. Su artículo finalmente se publicó en octubre de 1995. El astrónomo Geoff Marcy (quien luego fue expulsado de la Universidad de California, Berkeley, luego de acusaciones de acoso sexual) siguió las observaciones y descubrió que el equipo de Ginebra estaba en lo cierto: él y su colaborador. Paul Butler pudo encontrar la misma firma en un observatorio completamente diferente.


Uno a la vez frente a todos a la vez

Los primeros días de las detecciones de exoplanetas estuvieron marcados por su enfoque en los análisis estrella por estrella, casi siempre a través de la velocidad radial, lo que convirtió a la velocidad radial en uno de los métodos más exitosos para encontrar exoplanetas, descubriendo 746 mundos en marzo de 2018. Un récord difícil de superar hoy en día, hasta octubre de 2022 se habían encontrado 274 planetas extrasolares a lo largo del año, realizando un computo general de 5178 planetas.

Pero el enfoque más exitoso para encontrar exoplanetas ha sido el método de tránsito. Se encontraron 2.789 en total dentro del mismo período de tiempo que el recuento de velocidad radial. En octubre de 2022 la NASA confirmó que se encontraron 5.178 planetas, de los cuales 3907 se encontraron utilizando el método de tránsito, por tanto, más del 75% de los planeta descubiertos han sido gracias a ese método. Además, 3245 de esos 5178 planetas han sido encontrados por una nave espacial: Kepler.

Si elimina los mundos descubiertos por la misión Kepler de la NASA, solo tenemos 1.933 planetas para trabajar. Eso se debe a que Kepler sirvió como un estudio de solo una pequeña parte del cielo, contando tantos tránsitos de planetas como pudo. Las encuestas anteriores se ocuparon de unas pocas docenas de estrellas a la vez, si eso es así. Kepler, al menos, demostró que los planetas no eran raros en absoluto, y hay millones, o billones, esperando nuestro descubrimiento.


Por ejemplo, en 2016, un grupo de astrónomos que trabajaba bajo un espeso velo de secreto anunció que había encontrado el sistema de exoplanetas más cercano a la Tierra orbitando alrededor de la estrella Próxima Centauri. Ese equipo, que se hacía llamar Pale Red Dot, más tarde se rebautizó como Red Dots. Su trabajo se ha sumado a otros sistemas cercanos, como la estrella de Barnard, donde en noviembre de 2018 encontraron pruebas tentadoras de un exoplaneta.

En una conferencia de 2018, la experta residente en exoplanetas del MIT, Sara Seager, mencionó que la astronomía de exoplanetas, de alguna manera, está dando un giro hacia sus comienzos. Todavía habrá algunas encuestas a gran escala, pero estarán destinadas a encontrar un puñado de candidatos para estudios futuros. Otros proyectos como Red Dots se centrarán en unas pocas estrellas a la vez.

Esto se debe en parte a que, con gran parte del trabajo pesado realizado en los censos de estrellas, estamos al borde de poder conocer detalles antes insondables sobre los planetas, y es posible que los estudiemos uno por uno con telescopios gigantes y una mejor tecnología óptica.


El futuro

El nuevo telescopio espacial Roman combinará el poder de las imágenes y la espectroscopia en sinergia con otros observatorios para obtener nuevos conocimientos sobre el universo a través de encuestas enfocadas y observaciones de Astrofísica General.

El telescopio será capaz de detectar miles de exoplanetas y exoplanetas errantes y se teoriza la existencia de sistemas planetarios con planetas en el centro en lugar de una estrella.

Este telescopio revolucionará la forma de buscar vida extraterrestre y podrá obtener imágenes de planetas similares a la Tierra, además podrá descubrir planetas extrasolares ubicados hasta 25 mil años luz.

Roman se lanzará en un Falcon Heavy en octubre de 2026. La NASA otorgó a SpaceX un contrato de $ 255 millones.

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