Kepler encontrando puebras de la teoría de Einstein

viernes, 5 de abril de 2013












Kepler encontrando puebras de la teoría de Einstein







El Telescopio espacial Kepler de la NASA ha sido testigo de como los
efectos de una estrella muerta dobla la luz de su estrella compañera.
Los hallazgos se encuentran entre las primeras detecciones de este
fenómeno - como resultado de la teoría general de la relatividad de
Einstein - en sistemas binario, o sistemas de estrellas. La estrella
muerta, llamada enana blanca, es el núcleo quemado de lo que solía ser
una estrella como nuestro sol.
Está encerrado en una danza orbital con su pareja,
una pequeña estrella "enana roja" . Mientras que la enana blanca
minúscula es físicamente más pequeña que la enana roja, es más masiva.
"Esta enana blanca es aproximadamente del tamaño de la Tierra, pero
tiene la masa del Sol", dijo Phil Muirhead del Instituto de Tecnología
de California, Pasadena, conductor y autor de los hallazgos publicados
en la edición de abril de la edición del 20 de la revista Astrophysical
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Francis en ¡Eureka!: El telescopio espacial Kepler le da la razón a Einstein




Posted on 7 abril 2013





Ya está disponible el audio de mi sección ¡Eureka! en el programa de radio La Rosa de los Vientos de Onda Cero. Sigue este enlace si quieres disfrutar del audio. Como siempre, una transcripción libre del audio.

El telescopio espacial Kepler de la NASA, cuya misión es
buscar planetas extrasolares, ha sido noticia esta semana por confirmar
la teoría de Einstein, ¿qué es lo que ha logrado? El telescopio espacial Kepler de la NASA fue
lanzado al espacio en marzo de 2009. Su misión es descubrir nuevos
planetas extrasolares y en especial “exotierras”, exoplanetas similares
en tamaño a la Tierra y situados en la zona habitable de su
estrella. Kepler observa de forma continua una región del cielo con 170
000 estrellas. Utiliza un espejo de 1,4 metros de diámetro y una cámara
digital de 42 CCDs, con un total de 95 megapíxels. Muchas de las
estrellas estudiadas son sistemas estelares binarios, formados por dos
estrellas. Kepler ha sido noticia esta semana porque uno de sus
candidatos a exoplaneta gigante gaseoso ha resultado ser una
(micro)lente gravitacional. Un ejemplo de cómo la gravedad curva y
magnifica la luz de una estrella como predice la teoría general de la
relatividad de Einstein.

Noticia en inglés: ”Gravity-bending find leads to Kepler meeting Einstein,” Phys.org, Apr 4, 2013. Artículo
técnico: Philip S. Muirhead et al., “Characterizing the cool KOIs. V.
KOI-256: A mutually eclipsing post-common envelope binary,” The
Astrophysical Journal 767: 111, 2013.

Kepler ha descubierto un candidato a planeta que ha resultado
ser un fenómeno mucho más interesante y especial. ¿Cómo ha ocurrido
este descubrimiento? El telescopio espacial Kepler detecta exoplanetas con el método del tránsito:
mide el brillo de una estrella de forma continua y si observa una
disminución en el brillo con un patrón característico, se infiere la
posible existencia de un planeta que ha pasado por delante de la
estrella. Kepler sólo nos ofrece candidatos a planetas que han de ser
confirmados de forma independiente por telescopios terrestres o por
otros métodos de observación. La disminución de la luz de una enana roja
fue interpretada como candidato a planeta gigante gaseoso. Las
observaciones posteriores con el telescopio Hale en San Diego para
confirmar si era o no un planeta, mostraron que lo que se estaba viendo
en realidad no era un planeta alrededor de la enana roja, sino
un sistema binario formado por una enana blanca (cuyo tamaño es similar a
nuestra Tierra, aunque su masa es similar a la del Sol) y la enana roja
(de mayor tamaño). La disminución del brillo observada en la enana roja
se debía al paso de la pequeña enana blanca por delante de la enana
roja. Este ejemplo no fue descartado como candidato a planeta porque la
gravedad de la enana blanca actuaba como una lente que amplificaba la
luz de la enana roja. Por ello, la disminución de la luz de la enana
roja fue mucho más pequeña de lo esperado, al ser magnificada por la
gravedad de la enana blanca. Lo bueno es que este falso positivo a dado
lugar a un ejemplo casi perfecto de lo que predijo Albert Einstein, una
microlente gravitacional.



Por el método del tránsito que utiliza Kepler, muchos de los
candidatos a planetas que descubre no son en realidad planetas
verdaderos. ¿Se sabe cuántos de sus candidatos son exoplanetas y no
falsos positivos? En el campo visual de Kepler hay unas 170 000
estrellas que serán observadas hasta el año 2016. Estas estrellas han
resultado ser más activas y variables de lo que se creía, por lo que sus
curvas de luz presentan más ruido del esperado. El catálogo de señales
potenciales de tránsitos planetarios de Kepler, a día de hoy, son 18.406
candidatos en 11.087 estrellas, pero se cree que sólo el 50% serán
planetas. Entre este catálogo de señales, se han identificado 2740
candidatos a planetas (llamados KOIs), que orbitan 2036 estrellas en
total. Sin embargo, sólo se han confirmado 106 exoplanetas. La
confirmación de un KOI no es tarea fácil porque requiere observaciones
independientes por parte de instrumentos terrestres.

[b]Las manchas solares también se pueden confundir con planetas mediante el método del tránsito. ¿Cómo se evitan estos falsos positivos?[/b] Para
evitar confundir manchas solares y otras variaciones del brillo de la
estrella con planetas, sólo se considera un candidato a planeta cuando
su tránsito ha sido observado durante al menos tres veces. Para un
planeta tipo Tierra en la zona habitable de una estrella tipo el Sol,
esto requiere unos tres años de observación (por eso detectar exotierras
requiere mucho tiempo). Las manchas solares y las fulguraciones son
fenómenos que no son periódicos y aparecen de forma aleatoria por lo que
son fáciles de descartar. Aún así, la confirmación del candidato
mediante telescopios terrestres u otros métodos es obligatoria en todos
los casos.

¿Ha descubierto Kepler alguna exotierra en la zona habitable de su estrella?
Con el método del tránsito detectar exoplanetas pequeños es muy
difícil: un planeta gigante (tipo Júpiter o Saturno) causa una
disminución en el brillo de la estrella durante el tránsito de sólo un
1%, pero esta variación se reduce a un 0,1% para un planeta similar a
Urano y un ridículo 0,01%, o incluso menos, para un planeta terrestre.
Lo más numeroso en los candidatos de Kepler a explaneta son las
supertierras (planetas con una masa entre 1,2 y 10 veces la de la
Tierra). En los 2740 candidatos de Kepler hay 350 candidatos a
exotierras que tienen un tamaño similar al de nuestro planeta. Se estima
que el número de falsos positivos (candidatos que no son planetas) debe
ser sólo del 10%. Pero Kepler ha descubierto gran número de planetas
curiosos e intesantes, como planetas circumbinarios (que giran alrededor
de dos estrellas al mismo tiempo), una supertierra potencialmente
habitable Kepler-22b,
un planeta más pequeño que Mercurio y muchos sistemas planetarios. Pero
todavía no se ha confirmado ninguna exotierra en la zona habitable de
su estrella (la confirmación es el paso más difícil de realizar).

La misión Kepler es una de las apasionantes de la NASA. Sigue este enlace si quieres disfrutar del audio de mi sección ¡Eureka!.
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