La nave Kepler descubre un nuevo y extraordinario sistema planetario

Por : Carlos M. Luque 06-02-2011

La sonda Kepler ha identificado más de 1200 candidatos a nuevos exoplanetas por el método de tránsito, incluyendo el sistema séxtuple Kepler-11.

Traducido para Astroseti por David Martínez

Basado en un artículo original de Michael Mewhinney, Rachel Hoover y Trent J. Perrotto

Ames Research Center, Moffett Field, California y NASA Headquarters, Washington D.C.

2 de Febrero de 2011

Varios científicos, haciendo uso del telescopio espacial de la NASA Kepler, han descubierto recientemente 6 planetas, formados por una mezcla de roca y gases, que orbitan una única estrella parecida al Sol, conocida como Kepler-11. Está localizada a unos 2 000 años luz de la Tierra.

Concepción artística del tránsito simultáneo de 3 planetas observado por la nave Kepler de la NASA el 26 de agosto de 2010. Créditos: NASA / <b>Tim Pyle</b>.

Concepción artística del tránsito simultáneo de 3 planetas observado por la nave Kepler de la NASA el 26 de agosto de 2010. Créditos: NASA / Tim Pyle.

“El sistema planetario Kepler-11 es alucinante”, dice Jack Lissauer, científico planetario y miembro de un equipo científico del Kepler en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffet Field, California. “Es asombrosamente compacto, asombrosamente plano, con un asombroso número de grandes planetas orbitando muy próximos a su estrella; no sabíamos que un sistema así pudiera existir”. En otras palabras, Kepler-11 tiene el más completo y más compacto sistema planetario descubierto hasta la fecha, superando incluso al nuestro.

“De pocas estrellas se sabe que tengan más de un planeta y Kepler-11 es la primera de la que se sabe que tiene más de tres”, dijo Lissauer. “Es por ello que sabemos que los sistemas como éste no son comunes. Ciertamente mucho menos del 1% de las estrellas tienen sistemas parecidos al de Kepler-11. Lo que no sabemos es si es uno en mil, uno en diez mil o uno en un millón, puesto que sólo hemos observado uno de ellos”.

Todos los planetas que orbitan Kepler-11, una estrella enana amarilla, son mayores que la Tierra, siendo los mayores comparables en tamaño a Urano y Neptuno. El planeta más interior, Kepler-11b, está diez veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. De dentro hacia afuera los otros planetas son Kepler-11c, Kepler-11d, Kepler-11e, Kepler-11f y el más exterior Kepler-11g, que está el doble de cerca de su estrella de lo que está la Tierra del Sol.

“Los cinco planetas interiores están todos más cerca de su estrella que cualquier planeta a nuestro Sol, y el sexto está aún bastante cerca”, declara Lissauer. Si se situaran en nuestro sistema solar, Kepler-11g orbitaría entre Mercurio y Venus, y los otros cinco lo harían entre Mercurio y el Sol. Las órbitas de los cinco planetas interiores en el sistema planetario Kepler-11 están mucho más cercanas entre si que cualquiera de las de nuestro sistema solar. Los periodos orbitales alrededor de la estrella enana de los 5 exoplanetas interiores están entre los 10 y los 47 días, mientras que Kepler-11g tiene un periodo orbital de 118 días.

Esquema de una vista sesgada que demuestra que las órbitas de los dos sistemas planetarios, Kepler-11 y el nuestro, están en planos similares. Créditos: NASA / Tim Pyle.

Para Lissauer, “mediante la medida de los tamaños y masas de los cinco planetas interiores, hemos determinado que están entre los exoplanetas (planetas fuera de nuestro sistema solar) confirmados más pequeños. Estos planetas son mezcla de roca y gases, posiblemente incluyendo agua. El material rocoso da cuenta de la mayor parte de la masa de los planetas y el gaseoso ocupa la mayor parte del volumen”. Según Lissauer, "Kepler-11 es un sistema planetario notable cuya arquitectura y dinámicas proporcionan claves sobre su formación. Los planetas Kepler-11d, Kepler-11e y Kepler-11f tienen una cantidad significativa de gases ligeros, lo que indica que al menos estos tres planetas se formaron pronto en la historia del sistema planetario, en los primeros pocos millones de años”.

Un sistema planetario nace cuando el núcleo de una nube de moléculas se colapsa para formar una estrella. En ese momento, los discos de gas y polvo en los que se forman los planetas, llamados discos protoplanetarios, rodean a la estrella. Se pueden ver discos protoplanetarios alrededor de la mayoría de las estrellas que tienen menos de un millón de años, pero pocas con más de cinco millones de años los presentan. Esto conduce a los científicos a teorizar que los planetas que contienen cantidades significativas de gas se forman relativamente deprisa para obtener los gases antes de que el disco se disperse.

La nave espacial Kepler continuará enviando datos científicos del nuevo sistema planetario Kepler-11 durante el resto de su misión. Cuantos más tránsitos vea Kepler, mejor podrán los científicos estimar el tamaño y la masa de los planetas. “Estos datos nos permitirán calcular estimadas más precisas de los tamaños y las masas de los planetas, y nos podría permitir detectar más planetas orbitando la estrella Kepler-11”, dice Lissauer. “Quizás podríamos encontrar un séptimo planeta en el sistema, bien por sus tránsitos o por el tirón gravitacional que produciría en los seis planetas que ya vemos. Vamos a aprender una fantástica cantidad de cosas sobre la diversidad de los planetas de ahí fuera, alrededor de las estrellas de nuestra galaxia”.

Un observatorio espacial, Kepler, busca señales de planetas midiendo pequeños decrementos en el brillo de las estrellas cuando los planetas cruzan por delante (o transitan) de ellas. El tamaño del planeta se puede derivar a partir del cambio en el brillo de la estrella. La temperatura se puede estimar conociendo las características de la estrella que orbita y el periodo orbital del planeta.

El equipo científico del Kepler está utilizando telescopios basados en Tierra, y también el Telescopio Espacial Spitzer, para hacer observaciones de seguimiento de candidatos planetarios y de otros objetos de interés encontrados por la nave. El campo estelar que observa el Kepler en las constelaciones Cisne y Lira sólo puede ser observado desde los observatorios basados en tierra desde la primavera hasta principios del otoño. Los datos de estas otras observaciones ayudarán a determinar cual de los candidatos se puede identificar como planeta.

Kepler continuará llevando a cabo operaciones científicas hasta, al menos, noviembre de 2012, buscando planetas tan pequeños como la Tierra, incluyendo aquellos que orbitan en la zona habitable de las estrellas, donde puede existir agua líquida en la superficie planetaria. Puesto que el tránsito de los planetas en la zona habitable de las estrellas semejantes al Sol ocurre aproximadamente una vez al año y se requieren tres tránsitos para verificación, es previsible tardar al menos tres años en localizar y verificar un planeta de talla terrestre.

“Kepler sólo puede ver 1/400 del cielo”, dice William Borucki del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffet Field, California, e investigador principal de la misión. “Kepler sólo puede encontrar una pequeña fracción de los planetas que están alrededor de las estrellas que observa puesto que las órbitas pueden no estar adecuadamente alineadas. Si se tienen en cuenta estos dos factores, nuestros resultados indican que debe haber millones de planetas orbitando las estrellas que rodean nuestro Sol”.

Kepler es la décima misión Discovery de la NASA. Ames es responsable del desarrollo del sistema terrestre, las operaciones de la misión y el análisis de los datos científicos. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, dirige el desarrollo de la misión. La Corporación Ball Aeroespacial y Tecnologia en Boulder, Colorado, fue responsable del desarrollo de los sistemas de vuelo de Kepler, y en colaboración con el Laboratorio para Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, esta financiando las operaciones de la misión. Las observaciones terrestres necesarias para confirmar los descubrimientos se realizaron en el Keck I en Hawaii, en el Hobby - Ebberly y Harlan J. Smith 2,7m en Texas, en el Hale y Shane en California, en los WIYN, MMT y Tillinghast en Arizona y en el Óptico Nórdico en las Islas Canarias, España.

Más información:

- Página de la Misión Kepler (Fuente: NASA)
- Material adicional relacionado con la noticia (Fuente: NASA)
- Los tesoros de Kepler (Fuente: Eureka)
- Especial Exoplanetas (Fuente: Nature)

Artículo original:

- NASAs Kepler Spacecraft Discovers Extraordinary New Planetary System (Fuente: NASA)