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Observatorios Gemini y Keck Confirman Existencia de un Planeta Potencialmente Habitable del Tamaño de la Tierra

April 16, 2014






Figura 1. El concepto artístico de Kepler-186f es el resultado de la contribución de científicos y artistas para ayudar a imaginar la apariencia de estos mundos distantes. Crédito: NASA Ames/SETI Institute/JPL-CalTech.
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Figura 2. Kepler-186 y el Sistema Solar: El diagrama compara los planetas del sistema solar interno con Kepler-186, un sistema de cinco planetas a 500 años luz desde la Tierra en la constelación del Cisne (Cygnus). Los cinco planetas de Kepler-186 orbitan una estrella clasificada como una enana M1, la cual mide la mitad del tamaño de la masa del sol. El sistema Kepler-186 es el hogar de Kepler-186f, el primer planeta tamaño Tierra validado que orbita una estrella distante en la zona habitable – un rango de distancias desde la estrella donde agua líquida podría estar aposada en la superficie de un planeta orbitante. El descubrimiento de Kepler-186f confirma que los planetas del tamaño similar a la Tierra existen en la zona habitable de otras estrellas lo cual se traduce en un significativo paso cada vez más cerca de encontrar un mundo similar a la Tierra. Kepler-186f es menos de diez veces más grande que la Tierra en tamaño. Kepler-186f orbita su estrella una vez cada 130 días y recibe un tercio de la energía calórica que recibe la Tierra del sol, ubicándola cerca de la orilla exterior de la zona habitable. Los cuatro planetas internos que acompañan, todos miden menos que el cincuenta por ciento de la Tierra. Kepler-186b, Kepler-186c, Kepler-186d y Kepler-186e, orbitan cada tres, siete, 13 y 22 días, respectivamente, tornándolos muy calientes y inhabitables para la vida de la manera en que la conocemos. El telescopio espacial Kepler, el cual simultánea y contínuamente mide el brillo de más de 150.000 estrellas, es la primera misión de NASA capaz de detectar planetas del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas similares a nuestro sol. Kepler no capta la imagen directa de los planetas que detecta. El telescopio espacial infiere sobre su existencia gracias a la cantidad de luz estelar bloqueada cuando el planeta orbitante pasa por el frente de una estrella distante desde el ventajoso punto de vista del observador. El concepto artístico de Kepler-186f es el resultado de científicos que contribuyen a imaginar la apariencia de esos mundos distantes. Credit: NASA Ames/SETI Institute/JPL-CalTech.
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Figura 3. El concepto artístico representa Kepler-186f, el primer planeta del tamaño similar a la Tierra orbitando una estrella distante en la zona habitable – un rango de distancias desde la estrella donde agua líquida podría estar aposada en la superficie de un planeta orbitante. El descubrimiento de Kepler-186f confirma que los planetas del tamaño similar a la Tierra existen en la zona habitable de otras estrellas lo cual se traduce en un significativo paso cada vez más cerca de encontrar un mundo similar a la Tierra. El concepto artístico de Kepler -186f es el resultado de científicos y artistas colaborando para ayudar a imaginar la apariencia de estos mundos distantes. Crédito de Arte: Danielle Futselaar.

QuickTime Video (30MB)
Esta animación representa Kepler-186f, el primer planeta de tamaño similar a la Tierra validado que orbita una estrella en la zona habitable— un rango de distancias desde la estrella donde agua líquida podría estar aposada en la superficie de un planeta orbitante. El descubrimiento de Kepler-186f confirma que los planetas del tamaño de similar a la Tierra existen en la zona habitable de otras estrellas lo cual se traduce en un significativo paso cada vez más cerca de encontrar un mundo similar a la Tierra. Kepler-186f es menos de diez por ciento más grande que la Tierra en tamaño, pero su masa y composición no son conocidas. Crédito: Sean Raymond.

Comunicado Conjunto de Observatorio Gemini y W.M. Keck

Fin del Embargo el 17 de abril, 2014 a las 11am PDT, 2:00pm EDT y 8:00am HST

Contactos:

  • Peter Michaud
    Pubic Information and Outreach Manager
    Gemini Observatory, Hilo, HI
    pmichaud"at"gemini.edu
    (808) 936-6643 (Celular)
    (808) 974-2510 (Oficina)

Contactos Científicos:

  • Steve Howell
    Project Scientist, Kepler Mission
    NASA Ames Research Center
    Moffett Field, CA 94035
    steve.b.howell"at"nasa.gov
    (650) 604-4238 (Oficina)

El primer exoplaneta del tamaño de la Tierra orbitando dentro de la zona habitable de otra estrella ha sido confirmado con observaciones tanto del Observatorio W. M. Keck como del Observatorio Gemini. El descubrimiento inicial, realizado con el Telescopio Espacial Kepler, es uno de una serie de planetas más pequeños encontrados por Kepler y verificados usando telescopios gigantes con base en tierra. También confirma que los planetas con tamaño similar a la Tierra sí existen en zonas habitables de otras estrellas.

“Lo que convierte a este descubrimiento en uno particularmente increíble es que este planeta del tamaño de la Tierra, uno de los cinco que orbitan esta estrella, la cual es más fría que el Sol, reside en una región temperada donde el agua podría existir en forma líquida,” dice Elisa Quintana del Instituto SETI y del Centro de Investigación Ames de NASA quien lideró el paper en la edición actual del la publicación de Science. La región en la cual este planeta orbita su estrella se denomina la zona habitable, ya que se piensa que la vida se formaría más probablemente en planetas con agua líquida.

Steve Howell, Científico del proyecto Kepler y co-autor del paper, agrega que ni Kepler (ni ningún otro telescopio) es actualmente capaz de observar directamente un exoplaneta de este tamaño y proximidad a su estrella anfitriona “En todo caso, lo que podemos hacer es esencialmente eliminar todas las otras posibilidades para que la validación de estos planetas sea realmente la única opción viable.”

Con una estrella anfitriona tan pequeña, el equipo empleó una técnica que eliminó la posibilidad que una estrella desde atrás o un compañero estelar pudiera estar simulando lo que detectó Kepler. Para hacer esto, el equipo obtuvo observaciones de resolución espacial extremadamente altas desde el telescopio de 8 metros de Gemini Norte ubicado en Mauna Kea en Hawai’i usando una técnica denominada speckle imaging, al igual que observaciones con óptica adaptativa (OA) del telescopio de diez metros Keck II, vecino de Gemini en Mauna Kea. Juntos, estos datos permitieron al equipo descartar fuentes lo suficientemente cercanas a la línea de visión de la estrella como para confundir la evidencia de Kepler y concluir que la señal detectada por Kepler tenía que ser proveniente de un planeta pequeño transitando su estrella anfitriona.

“Los datos de Keck y Gemini son dos piezas claves de este puzzle,” dice Quintana. “Sin estas observaciones complementarias no podríamos haber confirmado la existencia de este planeta del tamaño de la Tierra.”

Los datos “speckle” de Gemini directamente captaron la imagen del sistema hacia dentro de unos 400 millones de millas (cerca de 4 UA, aproximadamente igual a la órbita de Júpiter en nuestro sistema solar ) de la estrella anfitriona y confirmó que no habían otros objetos de tamaño estelar orbitando dentro de este radio de la estrella. Aumentando esto, las observaciones de OA de Keck comprobaron una región más grande alrededor de la estrella pero hacia límites más opacos. Según Quintana, “Estos planetas del tamaño de la Tierra son extremadamente difíciles de detectar y confirmar, y ahora que hemos encontrado uno, queremos buscar más. Gemini y Keck sin duda tendrán un rol importante en estas misiones.”

La estrella anfitriona, Kepler-186, es una estrella enana del tipo M1relativamente cercana a nuestro sistema solar, a 500 años luz y está en la constelación del Cisne (Cygnus). La estrella es muy poco brillante, más de medio millón de veces más opaca que las estrellas más pálidas que podemos ver directamente con el ojo. Cinco pequeños planetas han sido encontrados orbitando esta estrella, cuatro de los cuales se encuentran en órbitas de muy corto período y muy calientes. El planeta designado Kepler-186f, en todo caso, es del tamaño de la Tierra y orbita dentro de la zona habitable de la estrella. La evidencia de Kepler para este sistema planetario proviene de la detección de tránsitos planetarios. Estos tránsitos pueden ser entendidos como pequeños eclipses de la estrella anfitriona por un planeta (o planetas) como se ve desde la Tierra. Cuando tales planetas bloquean parte de la luz estelar, su brillo total disminuye. Kepler detecta una variación en la salida de luz total de la estrella y evidencia planetas. Hasta ahora más de 3,800 posibles planetas han sido detectados por esta técnica con Kepler.

Los datos de Gemini utilizan el Instrumento de Encuesta Diferencial Speckle (DSSI) en el telescopio de Gemini Norte. DSSI es un instrumento visitante desarrollado por un equipo liderado por Howell quien agrega, “DSSI en Gemini funciona de maravilla! Con esta combinación, podemos comprobar la existencia de este sistema estelar a una distancia de cerca de 4 veces la que existe entre la Tierra y el Sol. Es simplemente increíble que podamos mirar dentro de otros sistemas solares.” DSSI trabaja en un principio que usa múltiples exposiciones cortas de un objeto para captar y eliminar el ruido introducido por la turbulencia atmosférica produciendo imágenes con detalle extremo.

Las observaciones con el Observatorio W.M. Keck usaron el sistema de Guía Optica Adaptativa Natural con la cámara NIRC2 en el telescopio Keck II. NIRC2 (la cámara de infrarrojo- cercano, segunda generación) trabaja en combinación con el sistema de óptica adaptativa de Keck II para obtener imágenes muy nítidas en longitudes de ondas cercanas al infrarrojo, logrando resoluciones espaciales comparables o mejores que las logradas con el Telescopio Espacial de Hubble en longitudes de ondas ópticas. NIRC2 es probablemente mejor conocido por ayudar a proveer la prueba definitiva de la existencia de un agujero negro masivo central ubicado en el centro de nuestra galaxia. Los astrónomos también usaron NIRC2 para mapear las características de la superficie de cuerpos del sistemas solar, detectar planetas orbitando otras estrellas y estudiar morfología detallada de galaxias distantes.

“Las observaciones desde Keck y Gemini, combinada con otros datos y cálculos numéricos, nos permitieron estar 99.98% seguros que Kepler-186f es real,” dice Thomas Barclay, científico de Kepler y también coautor del paper. “Kepler comenzó esta historia y Gemini con Keck ayudaron a cerrarla,” agrega Barclay.