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Se confirma la Primera Imágen de un Planeta alrededor de una estrella del tipo solar

July 2, 2010

Publicación de Imagen del Legado del Observatorio Gemini

Para Publicacion Inmediata – 29 de Junio, 2010 9:00 am hora/Chile

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Figure 1 First released in September of 2008: Gemini adaptive optics image of 1RXS J160929.1-210524 and its ~8 Jupiter-mass companion (within red circle). This image is a composite of J-, H- and K-band near-infrared images. All images obtained with the Gemini Altair adaptive optics system and the Near-Infrared Imager (NIRI) on the Gemini North telescope.  Photo Credit: Gemini Observatory

JPG 89.39 KB | TIFF 18.7 MB

Credit: Gemini Observatory/AURA/David Lafrenière (University of Montreal),Ray Jayawardhana (University of Toronto), and Marten van Kerkwijk (University of Toronto)

Figure 2. New images of 1RXS J160929.1-210524 at 3.05 and 3.8 microns left and right respectively. Images obtained using the Gemini Near Infrared Imager (NIRI) with the Altair adaptive optics system. These data were used to determine a better estimate the planet's mass.

Credit: Gemini Observatory/AURA/David Lafrenière (University of Montreal),Ray Jayawardhana (University of Toronto), and Marten van Kerkwijk (University of Toronto)

Figure 3. Proper motion plots from Gemini observations of 1RXS J160929.1-210524 confirming that the star and planet are a bound system.

Credit: Gemini Observatory/AURA/David Lafrenière (University of Montreal),Ray Jayawardhana (University of Toronto), and Marten van Kerkwijk (University of Toronto)

Figure 4. (top) Comparison of the planet spectrum (black) with a slightly warmer, more massive free floating brown dwarf in the Upper Scorpius association (red, from Lodieu et al. 2008). (bottom) Comparison with a model spectrum of temperature 1800 K and low surface gravity (red, from DRIFT PHOENIX models, Witte et al. 2009, Helling et al. 2008).

Un planeta apenas ocho veces superior en masa a Júpiter ha sido confirmado orbitando una estrella similar al Sol, ubicado a más de 300 veces más lejos de la estrella de lo que la Tierra se ubica de nuestro Sol. El planeta recién confirmado es el menos masivo que se conoce que orbite a tal distancia de su estrella anfitriona. El descubrimiento utilizó tecnología de óptica adaptiva de alta resolución del Observatorio Gemini para captar imágenes directas y espectros del planeta.

Reportado por primera vez en septiembre de 2008 por un equipo dirigido por David Lafreniere (entonces en la Universidad de Toronto y actualmente en la Universidad de Montreal), el probable sistema planetario requirió de observaciones posteriores en el tiempo para confirmar que el planeta y la estrella estuvieran de hecho moviéndose a través del espacio en forma conjunto. “En el 2008 de lo que estábamos seguros era que existía este objeto joven de masa planetaria ubicado al lado de una estrella del tipo Sol en el cielo,” señala Lafreniere. La gran proximidad de ambos objetos sugería con fuerza que estarían asociados entre ellos pero aún era posible (aunque poco probable) que no tuvieran relación y estuvieran solamente alineados por coincidencia en el cielo. Según Lafreniere, “nuestras nuevas observaciones tiraron por la borda esta posibilidad de alineación, y confirmamos entonces que el planeta y la estrella sí estaban relacionados entre sí.”

Con esta confirmación de Lafreniere y sus colegas, el sistema, conocido como 1RXS J160929.1-210524 (o 1RXS 1609 en forma abreviada), brinda a los científicos un especímen único que cuestiona las teorías de formación planetaria debido a su separación extrema de la estrella. "La locación poco común de este mundo extraño podría estar diciéndonos que la naturaleza tiene más de una forma de hacer planetas," manifiesta el co-autor Ray Jayawardhana de la Universidad de Toronto. "O bien este podría estar insinuando una juventud violenta , cuando los encuentros cercanos entre planetas recién nacidos arrojan a algunos de los hermanos hacia las regiones interiores", agrega.

Con su primera detección realizada por un equipo utilizando que utilizó el Observatorio Gemini en abril del 2008, este objeto se convirtió en el primer planeta candidato conocido en orbitar una estrella del tipo Sol descubierto con la obtención de imágenes directas. En el momento del descubrimiento, el equipo también obtuvo espectros del planeta y fue capaz de determinar muchas de sus características, las que son confirmadas en este nuevo trabajo. “En retrospectiva, esto convierte a nuestros datos iniciales, en el primer espectro de un exoplaneta obtenido alguna vez!” agrega Lafreniere. El espectro muestra características de absorción debido a moléculas de agua en la atmósfera del planeta.

Desde las observaciones iniciales, varios otros mundos han sido descubierto la imágenes directas, incluyendo un sistema triple de planetas alrededor de la estrella HR 8799 también descubierto por Gemini. En todo caso, los planetas alrededor de HR 8799 orbitan muchísimo más cerca de su estrella anfitriona.

El reciente trabajo del equipo sobre 1RXS 1609 también verificó que no hay grandes planetas adicionales(entre 1-8 veces la masa de Júpiter) en el sistema más cercano a la estrella. Futuras observaciones podrían esclarecer el origen de este misterioso planeta tan distante. En particular, en unos pocos años, debiera ser posible detectar una pequeña diferencia en el movimiento entre el planeta y su estrella debido a su órbita mutua. El co-autor Marten van Kerkwijk (Universidad de Toronto) enfatiza que la diferencia será “muy pequeña,” ya que el período orbital posible más rápido es superior a los mil años. Pero agrega que utilizando Gemini debiera ser posible medir una velocidad muy precisa del planeta relativo a su estrella anfitriona. Esto mostrará si el planeta probablemente está en una órbita circular aproximada, como se esperaría si de verdad se formó lejos de su estrella anfitriona, o si es que éste esta en una órbita completamente no circular o incluso en una órbita no ligada gravitacionalmente, como podria ser el caso si se hubiera formado más cerca de la estrella, y que haya sido lanzado hacia afuera en un encuentro cercano con otro planeta.

La estrella anfitriona se encuentra a aproximadamente 500 años luz de distancia en un grupo de estrellas jóvenes llamada asociación de Escorpión Superior que se formó hace cinco millones de años atrás. La sondeo original estudió más de 85 estrellas en esta asociación. El planeta tiene una temperatura estimada de alrededor de 1800 grados Kelvin (cerca de 1500 grados Celsius) y es mucho más caliente que Júpiter, el cual tiene una temperatura atmosférica en las nubes más alta de aproximadamente 160 grados Kelvin (-110 grados Celsius). La estrella anfitriona tiene una masa estimada de un 85% la del Sol. La joven edad del sistema explica la alta temperatura del planeta. La contracción del planeta bajo su propia gravedad durante su formación rápidamente aumentó su temperatura a miles de grados. Una vez que esta fase de contracción termine, el planeta lentamente se enfriará al irradiando luz infrarroja. En unos cuantos miles de millones de años, el planeta alcanzará eventualmente una temperatura similar a la de Júpiter.

Las observaciones utilizaron el Colector de Imágenes en el Infrarrojo Cercano (NIRI por sus siglas en inglés) y el sistema de óptica adaptativa Altair en el telescopio de Gemini Norte. La óptica adaptativa permite a los científicos remover gran parte de las distorsiones causadas por la atmósfera y define dramáticamente vistas del espacio. “Sin la óptica adaptativa, nosotros simplemente habríamos sido incapaces de observar este planeta,” enfatiza Lafreniere. “La atmósfera distorsiona la imagen de una estrella tanto que la extiende y es más brillante que la imagen de un planeta opaco a su alrededor, haciendo planeta indetectable. La óptica adaptativa remueve este efecto de distorsión y brinda una major visión de objetos opacos cercanos a las estrellas.”

 

 


El Observatorio Gemini es una colaboración internacional que consiste en dos telescopios idénticos de 8 metros. El telescopio de Gemini Frederick C. Gillett se encuentra en Mauna Kea, Hawai'i (Gemini Norte) y el otro telescopio en Cerro Pachón, en el norte de Chile (Gemini Sur), entre los dos proveen de una completa observación del cielo desde ambos hemisferios. Ambos telescopios incorporan nuevas tecnologías que permiten que con sus espejos relativamente delgados y grandes sean capaces de recoger y enfocar tanto luz óptica como radiación infrarroja proveniente del espacio.

El Observatorio Gemini brinda a las comunidades astronómicas de cada país miembro las locaciones de la más avanzada tecnología que permiten a cada uno el tiempo de observación en proporción a la contribución de cada país.. Además de apoyo financiero, cada país contribuye con importantísimos recursos técnicos y científicos. Las agencias nacionales de investigación que conforman la asocición internacional de Gemini son: la National Science Foundation (NSF) de los Estados Unidos, el Science and Technology Facilities Council (STFC) del reino Unido , el Canadian National Research Council (NRC), la Comisión Nacional de Investigación Cientifica y Tecnológica (CONICYT) de Chile, el Australian Research Council (ARC), el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) de Argentina y el Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq) de Brasil. El observatorio es dirigido por la Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) bajo un acuerdo de cooperacieon con la NSF. La NSF también sirve como una agencia ejecutiva para la asociación internacional.