Los nuevos telescopios podrían detectar montañas en exoplanetas

El estudio de exoplanetas ha avanzado notablemente en los últimos años. Tanto es así, que los próximos descubrimientos podrían llevarnos a conocer los mundos más allá del Sistema Solar mucho mejor. Quizá podamos llegar a detectar montañas en exoplanetas…

El estudio de exoplanetas avanza

Los nuevos telescopios podrían detectar montañas en exoplanetas

Recreación artística del sistema estelar Kepler-11.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Gracias a la ayuda de telescopios terrestres y en el espacio, como Kepler, se ha confirmado la existencia de 3.726 exoplanetas en 2.792 sistemas. De ellos, 622 tienen más de un planeta. Todos estos datos pertenecen al 1 de enero de 2018. En los próximos años entrarán en funcionamiento los telescopios de nueva generación. Evidentemente, esto nos permitirá seguir descubriendo exoplanetas. Pero también tendrá una consecuencia que parece muy prometedora…

Gracias a la llegada de nuevos telescopios, como el Telescopio Espacial James Webb (JSWT, por sus siglas en inglés) de la NASA y otros observatorios terrestres, podremos descubrir muchos detalles sobre estos mundos. No solo vamos a descubrir más exoplanetas. Un estudio reciente indica que el método de tránsito podría darnos grandes sorpresas. Es uno de los métodos principales de descubrimiento de exoplanetas.

La capacidad de los nuevos telescopios será tal, que creen que podría ayudarnos a detectar las elevaciones en las superficie de estos mundos. Al menos, esa es la conclusión de los investigadores, basándose en varios modelos. Para ello, han recreado algunos objetos del Sistema Solar. El equipo los ha usado para determinar si los análisis de método de tránsito podrían permitirnos conocer datos topográficos de exoplanetas.

Detección de montañas en exoplanetas, que no observación

Concepto artístico de la supertierra GJ 1214 b pasando por delante de su estrella, una enana roja.
Crédito: ESO/L. Calçada

Es importante destacar que lo que se plantea es que se podrán detectar montañas en exoplanetas. No hay que confundirlo con poder observarlas, que es una tarea muchísimo más complicada. No vamos a poder fotografiar las montañas de otros mundos, pero sí intuir su presencia gracias al método de tránsito. Como quizá sepas, es el más popular (y fiable) para detectar exoplanetas. Consiste en analizar la curva de luz de una estrella a lo largo del tiempo y observar su brillo.

Si cada cierto tiempo se producen caídas de brillo, periódicas, se pueden interpretar como el paso de un exoplaneta por delante de una estrella en relación al observador. Al medir el ritmo al que cae el brillo de la estrella, y la frecuencia de eso oscurecimientos, no solo se puede determinar que hay un exoplaneta. Los astrónomos también pueden determinar su tamaño y su período orbital. Este mismo método ahora, podría desvelar la existencia de montañas en exoplanetas, así como volcanes, fosas y cráteres.

Es lo mejor a lo que podemos aspirar. La posibilidad de obtener imágenes directas de la superficie es una utopía (por ahora). Así que poder detectar que hay montañas en exoplanetas es mejor que no detectar nada… La noticia negativa, quizá, es que esto solo sirve para el método de tránsito. Otros métodos, como el de velocidad radial o astrometría, no podrían permitirnos conocer la topografía de otros mundos.

¿Cómo podemos detectar montañas en exoplanetas?

El Monte Olimpo, en Marte, fotografiado por la sonda Viking 1.
Crédito: NASA

La clave de todo esto está, como quizá imagines, en el funcionamiento del método de tránsito. Lo que hace es medir la proyección de la silueta de un planeta en relación a la estrella. Además, se asume que el planeta, en sí mismo, no es luminoso. Esto quiere decir que los tránsitos nos podrían permitir conocer la topografía. Porque la silueta de un planeta no es completamente circular. Está distorsionada por la presencia de montañas y otras características.

Es decir, a medida que un planeta pasa por delante de su estrella (desde nuestra perspectiva) será posible analizar la luz en busca de pequeñas variaciones. Esos pequeños cambios podrían indicar la presencia de cordilleras o grandes fosas. Para poner a prueba la teoría, los investigadores se pusieron manos a la obra. Utilizaron los planetas del Sistema Solar como base para calcular cómo se dispersaría la luz durante un tránsito.

Así, podrían determinar cómo descubrir algunas características. Como ejemplo, se preguntaron qué se vería en un planeta, como la Tierra, si el Himalaya fuese de norte a sur y fuese suficientemente ancho para tener 1º de longitud. Además, supusieron que el planeta completa media rotación en el tiempo que transita por delante de la estrella. Es el tiempo necesario para que todas las características de la superficie aparezcan sin repetirse.

El ejemplo de Marte

Concepto artístico del Telescopio Abrumadoramente Grande.
Crédito: ESO Telescope Systems Division

En ese caso hipotético, el Himalaya se mueve y entra y sale del campo de visión. Eso provoca un cambio en la silueta y, como resultado, provoca que los tránsitos sean diferentes. Pero, en último caso, los investigadores creen que Marte es el mejor ejemplo para su estudio. A fin de cuentas, se combinan varias cosas: tamaño pequeño, poca gravedad y vulcanismo activo. Todo es ha hecho que sea uno de los objetos más bacheados del Sistema Solar.

Un hipotético Marte, junto a una enana blanca (un resto estelar de una estrella similar al Sol) es, para los investigadores, un buen caso de estudio. Es decir, les permite determinar cómo serían las curvas de luz en función de la topografía. Así, calculan que a una distancia de 0,01 UA (unidades astronómicas), que estaría en la zona habitable, un planeta como Marte tendría un período orbital de 11,3 horas.

Esto permitiría observar muchos tránsitos en un período de tiempo relativamente corto. Así que podrían tener un grado de certeza mucho mayor. Al mismo tiempo, los científicos reconocen que sus métodos tienen su propias pegas. Por ejemplo, la presencia de ruido instrumental y astrofísico. El método que plantean podría no dar resultados al estudiar exoplanetas alrededor de estrellas similares al Sol y de enanas rojas.

Resultados limitados

Concepto artístico del Telescopio Extremadamente Grande.
Crédito: ESO/L. Calçada/ACe Consortium

Para planetas similares a Marte, en torno a estrellas de poca masa (como las enanas blancas) el método podría dar grandes resultados. Es cierto que no parece una noticia para volverse locos de alegría, pero puede valer la pena. Podría ofrecer algunas oportunidades muy interesantes sobre los mundos más allá de nuestro Sistema Solar. Es un tipo de información que todavía no es abundante. Todavía se está empezando a analizar atmósferas.

Como dicen los científicos, encontrar la primera evidencia de montañas en exoplanetas sería una gran noticia por sí misma. Pero, además, se pueden deducir ciertas características del planeta a partir de la presencia y distribución de ciertas características. Por ejemplo, una detección de este tipo podría permitir determinar qué procesos internos podrían estar teniendo lugar en el planeta. Los planetas con muchos desniveles podrían tener actividad tectónica o acumulación de lava por mecanismos de calentamiento interno.

Los planetas con mayor desnivel (como Marte) podrían indicar que experimentan una combinación de varios procesos. Así como una gravedad superficial baja, vulcanismo y ausencia de movimiento de placas tectónicas. Por otro lado, los planetas que mostrasen poco desnivel, seguramente no tendrían ninguno de estos procesos internos en funcionamiento. En su lugar, su superficie estaría moldeada por factores externos, como el bombardeo de asteroides.

Los próximos telescopios podrán hacerlo

Concepto artístico de un paisaje imaginario desde la superficie de uno de los planetas alrededor de la estrella TRAPPIST-1.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Los investigadores estiman que los diferentes telescopios que entrarán en funcionamiento en los próximos años podrán hacer estos hallazgos. Mencionan algunos como el Telescopio Abrumadoramente Grande (que de momento no va a construirse). Sería un telescopio que, de llegar a realizarse, tendría un diámetro de unos cien metros, y que se aprovecharía del éxito del Telescopio Muy Grande. También hablan del Telescopio Extremadamente Grande.

Otro ejemplo es el telescopio Coloso, de 74 metros de diámetro. Es un telescopio óptico e infrarrojo que está siendo planificado por un consorcio privado. Cuando entre en funcionamiento, será el telescopio más grande optimizado para detectar vida más allá del Sistema Solar, así como posibles civilizaciones extraterrestres. Hasta ahora, la búsqueda de exoplanetas se había apoyado en varios factores. Cooperación entre instituciones, astrónomos… y también la mejora de la tecnología que, además, ha coincidido con nuevos modelos teóricos.

Cuando la próxima generación de telescopios entre en funcionamiento, podemos dar por sentado que descubriremos muchos más exoplanetas. Además, si este estudio está en lo cierto, parece que podemos esperar descubrir cosas como montañas en exoplanetas. Todo esto son detalles importantes que, hasta ahora, no podían ser descubiertos. Hay muchas preguntas por responder sobre estos mundos… ¿tienen atmósferas? ¿océanos? ¿cordilleras? Esperemos que se vayan resolviendo las incógnitas…

El estudio es M. McTier y D. Kipping.; “Finding Mountains with Molehills: The Detectability of Exotopography”. Publicado en arXiv (todavía no tiene revista de publicación, al parecer) el 15 de enero de 2018. Puede ser consultado en este enlace.

Referencias: Universe Today

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. Arnoldo De la Hoz dice:

    Leído, tío!

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