¿Cómo descubren los científicos los exoplanetas?

Hasta el momento se han descubierto más de 3.500 exoplanetas, más de 2.000 de los cuales fueron encontrados por el Telescopio Espacial Kepler, lanzado en 2009. Además de los exoplanetas, hemos encontrado planetas rojos, enanas submarrones e incluso exocomets.

Más del 97% de los exoplanetas se detectan por métodos indirectos. Esto significa que no buscamos exactamente el exoplaneta, observamos el impacto que podría tener, por ejemplo, la luminosidad de la estrella o el ‘bamboleo’ de una estrella debido a la gravedad del exoplaneta. Principalmente, hay dos técnicas de detección indirecta que han demostrado ser efectivas:

  1. Velocidad radial

También conocido como espectroscopía Doppler, este método se basa en el hecho de que una estrella se “ tambalea ” o se mueve en un pequeño círculo o elipse, debido a la gravedad de su compañero. Es importante tener en cuenta que los planetas no orbitan la estrella, sino que orbitan el centro de masa del sistema planetario. Estos movimientos cambian el espectro de luz normal de la estrella.

Si la estrella se desplaza hacia la Tierra, su espectro se desplaza ligeramente hacia el azul, mientras que si se aleja de la Tierra, el espectro se desplaza hacia el rojo. Si estos cambios son regulares y periódicos, se puede decir que un cuerpo está en órbita alrededor de la estrella. El siguiente GIF explica esto de manera concisa:

Una versión exagerada de detección utilizando velocidad radial. Fuente: Giphy

2. Fotometría de tránsito

Este método es simple y elegante. Tienes una estrella que emite luz. Si un planeta pasa frente a la estrella, la luz se atenúa. Si la atenuación de la luz es regular y periódica, es casi seguro que es un exoplaneta. El descubrimiento de varios sistemas planetarios famosos, incluido el sistema TRAPPIST, se realizó utilizando este método.

Tránsito fotometría. Fuente: Enciclopedia de planetas extrasolares

Como era de esperar, el aprendizaje automático juega un papel monumental en el descubrimiento de exoplanetas utilizando este método. La búsqueda de atenuaciones periódicas en el brillo de una estrella se puede expresar matemáticamente.

Una ventaja de este método es que podemos aprender mucho sobre el sistema planetario analizando las caídas de brillo. La atenuación de la luz de la estrella es directamente proporcional al tamaño del planeta. Como sabemos con precisión la masa de la estrella, podemos deducir fácilmente el tamaño del planeta.


Creo que aprender sobre esto es importante no solo porque es interesante, sino porque también nos da una idea de lo insignificantes que somos en el universo. 3.621 exoplanetas hasta el momento. Solo imagina. Podría haber miles de civilizaciones por ahí, haciendo lo mismo que estamos haciendo. Tal vez sus naves espaciales nos han encontrado todavía y han clasificado nuestro planeta como ‘habitable’.

Existen varios métodos, dos de los cuales han tenido mucho éxito.

1: Tránsito: ver pasar el planeta frente a una estrella. realmente fácil de hacer, el observatorio en el que solía trabajar hace esto todo el tiempo. Lo malo es que solo alrededor del 1% del sistema solar está alineado correctamente para que esto funcione

2: Velocidad radial: los planetas hacen que una estrella se tambalee. Esto puede verse como un cambio en la longitud de onda en los espectros de una estrella. Esto funciona para casi todos los sistemas planetarios, pero es realmente difícil y requiere telescopios de clase 4m u 8m,

3: Lensing. Detectando el doble brillo cuando una estrella y luego el planeta crean una lente gravitacional. Muy difícil, se ha comprobado que funciona pero nunca ha tenido una primera detección

4: Astrometría. Observar una estrella durante décadas y ver cómo se mueve. Si no se mueve es una línea recta, ¡tienes un planeta! Solo funciona con estrellas cercanas con grandes planetas. ¡No tengo idea de por qué alguien usaría esto!

5: Imagen directa. Construye un telescopio masivo con óptica adaptativa, coloca un disco de ocultación para bloquear la estrella y podrás ver el planeta. Esto se ha hecho, lo que creo que es bastante sorprendente.

Cuando un gran planeta orbita una estrella en órbita elíptica, la atracción gravitacional cambia con la posición de la estrella. Esto hace que un pequeño bamboleo en la posición de una estrella. Este es un método para encontrar exoplanetas. Otro método es buscar la inmersión en la luz cuando los planetas transitan por el disco de la estrella. Esto se llama método de tránsito. El telescopio Kepler funciona según este principio. Las imágenes explican mejor las cosas.

Existen dos métodos principales:
El primero se basa en el hecho de que todos los objetos con masa se atraen entre sí. Como resultado, los científicos pueden medir el pequeño “bamboleo” de una estrella que es causada por un planeta que tira de ella. Luego pueden usar este movimiento para calcular qué tan grande es el planeta. El segundo es el método de tránsito. Cuando una estrella se atenúa por un período de tiempo, existen múltiples causas posibles, una de las cuales es que un planeta se acaba de mover entre la estrella y la tierra. Si este oscurecimiento ocurre regularmente, los científicos pueden inferir que hay un objeto que orbita regularmente la estrella: un exoplaneta. Por supuesto, esto solo funciona si el telescopio, la estrella y el exoplaneta están alineados.

Este video da un resumen

Hasta ahora, los cazadores de planetas han descubierto exoplanetas utilizando varias técnicas (Métodos de detección de exoplanetas – Wikipedia).

  • Imagen directa. Esto se ha hecho para algunos exoplanetas, especialmente los planetas HR 8799.
  • Tránsitos. Una especie de inverso de la imagen directa. Uno mide cuánto de la luz de una estrella está bloqueada por sus planetas.
  • Efectos gravitacionales
  • Pulsar timing
  • Velocidad radial
  • Variaciones de tiempo de tránsito de otros planetas
  • Microlente gravitacional

Existen varios métodos para ayudar a descubrir exoplanetas. El método de tránsito nos proporciona la mayoría de los descubrimientos de exoplanetas. Lo que sucede es que cuando un exoplaneta pasa entre su estrella local y nuestra visión de esa estrella, parte de la luz de esa estrella se bloquea. Si esto sucede a una frecuencia confiable, se podría determinar que existe un exoplaneta en ese sistema estelar, incluso si no podemos verlo directamente. Este tipo de descubrimientos son realizados principalmente por el telescopio Kepler.

Básicamente dos métodos

1. Bamboleo. Un planeta hace que su estrella madre se tambalee. La tercera ley de Newton en acción

2. Tránsito. Si tenemos suerte, un planeta se cruzará frente a su estrella madre. Si estamos en línea con el planeta, la luz de la estrella se atenuará muy ligeramente.

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