TESS, el nou caçador de planetes

La cacera de planetes extrasolars continua. La nova missió TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, enviada a l’espai dimecres passat a bord d’un Falcon 9 de SpaceX, descobrirà milers de nous planetes fora del nostre sistema solar, incloent-hi aquells que puguen suportar vida.

La missió Kepler de la NASA, llançada ara fa 9 anys, arriba a la seua fi després d’haver detectat més de 3000 planetes. Primerament amb una cerca dirigida al voltant de la constel·lació del Cigne. Després, sense giroscopis suficients per afinar la punteria, i gràcies a una genialitat d’un enginyer de la NASA, continuant la cerca amb el programa estès K2.  En tots dos casos, per construcció de la missió, els planetes trobats s’ha situat sempre en unes zones molt concretes del cel. Però, qué hi ha a la resta del firmament inexplorat?

La missió TESS ha vingut a suplir aquesta mancança. Ara s’escombrarà pràcticament tot el cel per buscar planetes extrasolars a tot arreu. Aquesta pretensió tindrà, però, un cost. TESS “només” podrà vigilar de prop 200000 de les estrelles més brillants i més pròximes situades a menys de 300 anys-llum de nosaltres. Per una banda s’imposarà un fort esbiaixament a la mostra d’estels amb possibles planetes ja que no sabrem res d’estels llunyans però, per altra banda, coneixerem millor el nostre entorn d’aquest racó de la Galàxia. I com he dit, en totes les direccions de l’espai ja que TESS cobrirà una àrea estel·lar 400 vegades més gran que la que mai ha observat Kepler.

Els científics de l’equip de TESS esperem molt de la missió. Segurament es catalogaran diversos milers de nous planetes en totes les direccions del cel. D’aquests es creu que uns 300 seran d’una mida similar a la Terra o bé de tipus super-Terres, d’una mida no major de dues vegades el nostre planeta.

Durant els dos anys de la durada nominal de la missió, els sensors de TESS captaran simultàniament, i correlativament, tots els estels brillants situats en cadascun dels 26 sectors diferents de 24º x 96º en que s’ha dividit el cel. Cada sector serà observat per les càmeres un mínim de 27 dies seguits, mesurant la brillantor de cada estrella brillant durant cicles de 2 minuts.

TESS observarà només estels brillants. Això serà ben diferent al que es fa encara a la missió Kepler. De fet els estels estudiades per TESS seran de 30 a 100 vegades més brillants que les que mai ha observat Kepler. Més brillants implica més pròxims però també permet que els planetes descoberts per TESS puguen ser estudiats molt més fàcilment des d’observatoris terrestres o des d’altres telescopis espacials com el Hubble o el futur James Webb.  Això permetrà determinar des de terra amb tècniques cada vegada més acurades si el planeta és rocós, gasós, com és la seua atmosfera i, en un futur ben pròxim, si s’hi detecten biotraçadors que ens assenyalen possible vida.

El mètode per descobrir planetes al voltant d’estrelles que usa TESS, com també ho fa Kepler, és senzill i delicat alhora. És l’anomenat mètode dels trànsits. Si una estrella té un planeta i aquest passa per davant del seu disc estel·lar vist des de la Terra, es produirà una petita baixada de la seua brillantor, de la mateixa manera com  s’esdevingué quan Venus passà per davant del Sol l’any 2012. La detecció de planetes amb aquest mètode només és factible si l’estel, el planeta i la Terra es troben aproximadament alineats. Si no és així, si el planeta, vist des de la Terra, creua per dalt o per baix de l’estel, serà indetectable.

Tot és fantàstic però encara hi ha més. Les potents càmeres de TESS segur que troben, per atzar o de manera dirigida, altres objectes fins ara desconeguts. Els científics de la missió pensen que fins a 20000 cossos nous seran descoberts en les imatges captades: nous asteroides, planetes errants, nans marrons, o, qui ho sap, alguns objectes que ni podem imaginar.

Una fantàstica etapa de grans troballes se’ns presenta en un futur ben pròxim.

Imatges:

1.- El satèl·lit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), que es mostra aquí en una il·lustració conceptual, identificarà els exoplanetes que orbiten les estrelles més brillants que hi ha al costat del nostre sistema solar. NASA.
2.- TESS situat en la còfia d’un Falcon 9 de Space X moment abans de l’enlairament.
3.- Vídeo. Com TESS escanejarà el cel quasi completament durant dos anys. NASA.
4.- Aquesta animació mostra com una baixada de la brillantor observada d’una estrella pot indicar la presència d’un planeta que passa davant d’ella, un mètode conegut com a trànsit. NASA’s Goddard Space Flight Center.
5.- Vídeo. El satèl·lit TESS se situarà en una òrbita que completa dues voltes a la Terra cada vegada que la Lluna orbita una vegada. NASA.

Un model per a KIC 8462852 fet des de València

Res d’estructures alienígenes, ni de núvols de cometes en l’estel KIC 8462852, també anomenat estel de Tabby per l’astrònoma que més l’ha estudiat, Tabetha Boyajian. El comportament inusual podria explicar-se per la presència d’un planeta gegant amb anells, com Saturn, acompanyat de dos núvols gegantescos d’asteroides troians al voltant de l’estrella.

Això és el que un equip d’astrònoms de la Universitat de València, liderat per Fernando Ballesteros, ha proposat aquesta setmana en un article enviat a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), disponible ací.

Recordem que l’estel de Tabby va ser observat per la missió Kepler entre l’any 2009 i 2013 dins d’un estudi de 150.000 estrelles per tal de determinar la presència o no de planetes. Però aquest estel, en lloc de mostrar una petita baixada d’un màxim d’1% de la lluminositat en passar el planeta per seu davant, com s’havia vist en altres estels amb planetes, ha mostrat baixades irregulars de flux d’un 20%. Una davallada tan brutal de llum estel·lar sense cap explicació convincent i que ha convertit l’estel en l’objecte més misteriós de la Via Làctia.

La setmana passada, com ja vaig informar, l’estel de Tabby tornà a manifestar-se. Des del 2013 havia estat tranquil·la, sense activitat aparent, almenys detectable des de la Terra. I durant 5 dies la lluminositat de l’estel cau un 3%.

I que ha proposat l’equip de l’Observatori Astronòmic de la Universitat de València pel que respecta a l’estrany objecte? Des de fa un any estan estudiant la possibilitat d’explicar l’inusual comportament de l’estel amb l’ús d’elements totalment habituals al Sistema Solar. L’equip de treball assegura que tota la peculiaritat de KIC 8462852 tindria sentit si se suposa l’existència d’un planeta gegant amb anells, com ara Saturn, amb un període orbital de 12 anys, i acompanyat en l’òrbita al voltant de l’estrella de dos núvols gegantescos d’asteroides troians. L’esdeveniment de la setmana passada ha accelerar l’acabament de l’article científic i l’enviament a MNRAS per a la seua publicació, prèvia valoració pels referees o censors.

Els asteroides troians són un grup d’asteroides que comparteixen òrbita amb un planeta  a l’entorn dels punts de Lagrange  L4 i L5 , situats aproximadament a 60° al davant i a 60° al darrere del planeta en la seua òrbita, respectivament. En els punts de Lagrange, l’atracció gravitatòria del planeta i de l’estel s’equilibren i, per tant, són punts d’estabilitat gravitatòria. Així que, de manera natural, els objectes que s’hi troben allí, romanen estables durant mil·lennis, seguint o precedint el planeta. Els troians més estudiats són els del planeta Júpiter com es mostra a la figura. Els que segueixen el planeta gegant s’anomenen pròpiament asteroides troians, i, per compensar, els precedents reben el noms d’asteroides grecs. Tanmateix per acurtar, als dos tipus d’objectes se’ls anomenen globalment troians .

Farà un any el company Fernando Ballesteros, de l’Observatori Astronòmic de la Universitat de València, s’observà d’un detall del que, aparentment, ningú s’havia adonat. Es podria interpretar la baixada del 15% de flux que detectà Kepler al voltant del dia 793 de la missió (figura 2c) con el pas o trànsit d’un planeta gegant i la sèrie de fenòmens al voltant del dia 1500 (figura 2d) com el pas d’un dels grups dels asteroides troians associats.

Com que el model pretén ser un model científic, ha de fer prediccions. I si tot és com sembla, aproximadament al voltant del dia 4430, és a dir en febrer del 2021, el segon grup de troians ha de passar per davant l’estel, un succés que la finestra d’observació del Kepler no permeté veure en el seu pas anterior. És a dir, a principis del 2021 la corba de llum de l’estel de Tabby s’ha de tornar caòtica amb baixades espectaculars i irregulars. A més a més s’espera un nou trànsit principal del planeta anellat per davant de l’estel a principis del 2023.

I per què cal introduir un anell al voltant del planeta? En la corba de llum del dia 793 (fig 2c) s’observa que la baixada és asimètrica. La davallada és més suau que la pujada de llum. Això indica que l’objecte que tapa l’estel no és esfèric sinó asimètric. I, sembla que la hipòtesi d’un anell inclinat un 5º respecte al pla orbital del planeta fa casar les dades observacionals molt bé.

Finalment caldria donar una explicació a la davallada de llum del sistema KIC 8462852 del 19 de maig passat. El model ho preveu perfectament com l’eclipse secundari del sistema que ocorre quan el planeta passa per darrere l’estel. Donat que els planetes sempre reflecteixen un poc la llum del seu estel, “l’apagada” del planeta ha de fer baixar momentàniament la llum del conjunt estel-planeta.

Encara que hi ha alguns punts que caldria aclarir, com ara que no s’ha detectat amb el satèl·lit Spitzer cap emissió de llum remarcable en l’infraroig que denotaria un disc, o que el planeta ha de ser gran (30% radi estel·lar) per fer un eclipsi tan profund i durador, el model té molt bona pinta i explica tot els fenòmens observats fins ara i, més important encara, fa previsions per al futur. Si els pròxims dies o mesos es produeix un altre fenomen d’activitat de l’estel KIC 8462852, el model no serà correcte. Però si l’estel no fa res fins al 2021 ja tindrem una explicació possible per a l’estel més misteriós de la Via Làctia.

Més informació:
La estrella de Tabby y sus troyanos, el bloc de Alberto Fernández Soto. 24 maig 2017.
New Hypothesis For Tabby’s Star Suggests A Ringed Planet And Lots Of Asteroids, Iflscience. Alfredo Carpineti, 24 de maig 2017. Amb entrevista a Fernando Ballesteros.
Detectar extraterrestres seria un indicatiu de que és possible sobreviure al desenvolupament tecnològic, Entrevista a Fernando Ballesteros, Premi Europeu de Divulgació Científica, Pols d’estels, 15 febrer 2007.

Imatges i vídeos:

1.- Esquema del sistema de KIC 8462852 i l’explicació del comportament inusual. Ballesteros et al., enviat a MNRAS, 2017.
2.- Corba de llum de l’estel KIC_8462852 al llarg de 1580 dies d’observació. Es veuen una baixada de flux al voltant del dia 793 i altres seguides cap al dia 1500. Baix es veuen ampliacions de les baixades. De l’article Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the flux?.
3.- Esquema dels asteroides troians de Júpiter. Wikipedia Commons.
4.- Animació del sistema per a Cuatro, feta per Santiago Romero Ruiz, Infografista en Noticias Cuatro·, Informativos Telecinco y Las Mañanas de Cuatro.

El misteri torna a l’estel KIC 8462852

KIC 8462852, l’estel més misteriós de l’univers, tal com l’anomenava fa uns dies Josep Casulleras  en un extens reportatge publicat a Vilaweb, ha tornat a fer de les seues tal com estava previst. Ha tornat a minvar la seua llum de manera espectacular. Des de fa una setmana, doncs, diversos observatoris del món l’estan seguint per tal d’esbrinar quina és la causa de les baixades espectaculars de brillantor de l’estrella.

La missió Kepler, llançada l’any 2009, ha permés descobrir més de 3000 planetes al voltant d’estels mitjançant el mètode del trànsit. Si un cos planetari passa per davant del seu estel, la brillantor d’aquest baixa un màxim d’1% durant unes hores. Però tal com vaig contar en descobrir-se, en una d’aquestes estrelles, la KIC 8462852, situada a uns 1.500 anys llum de nosaltres a la constel·lació del Cigne, les disminucions de llum que s’hi van detectar eren totalment anòmales, de fins al 20%, amb durades de dies i setmanes. No s’hi trobava cap explicació que s’ajustara a les dades. Això sí, hipòtesis moltes: des d’un disc de pols, a núvols de cometes fins a una megaestructura alienígena. Va néixer així el gran enigma de l’estel més misteriós de la galàxia, coneguda popularment com l’estel de Tabby, en honor de la seua principal investigadora, l’astrònoma nord-americana Tabetha Boyajian.

Doncs ha tornat a passar. Tal com l’astrònoma va preveure, aquest últims dies el fenomen misteriós que fa disminuir la lluminositat de l’estel de Tabby s’ha posat en marxa. Ho contava ahir al seu bloc en anglés l’astrònom cordobés Ángel R. López-Sánchez que treballa a l’Australian Astronomical Observatory (AAO).

Fa uns dies els astrònoms de l’Instituto de Astrofísica de Canarias liderats per Marian González, amb Héctor Socas-Navarro, Andrés Asensio, Carlos Westendorp i Carlos González estaven obtenint dades espectroscòpiques de l’estel amb el Telescopi Mercator d’1.2 m, situat a l’Observatori del Roque de los Muchachos a La Palma, Canàries.

La nit de diumenge passat varen descobrir un comportament inusual a les línies de l’hidrogen de l’atmosfera estel·lar. Ràpidament es posaren en contacte amb l’astrònoma principal de l’estudi de l’estel, Tabetha Boyajian que va fer una crida internacional per observar KIC 8462852 amb tots els mitjans possibles, fins i tot els astrònoms aficionats han estat invitats. Ací part de la crida de l’astrònoma:

Col·legues des de Canàries estan a la meitat d’un temps d’observació de l’estel KIC 8462852 amb l’espectrògraf HERMES del telescopi Mercator (Tenerife, Espanya). Els seus espectres preliminars mostren emissió en el centre de la línia d’Hα, menor pel que fa al Ca h i k. Per refrescar-vos la memòria, totes les observacions espectroscòpiques anteriors estaven lliure de qualsevol emissió…

Així que tots els mitjans d’observació disponibles estan observant des de fa uns dies el misteriós objecte. La passada nit (19-20 de maig), per exemple, s’observà l’estel misteriós des de les instal·lacions de l’Observatori d’Aras de los Olmos de la Universitat de València.

La xarxa global de telescopis Las Cumbres Observatory està monitoritzant l’estrella de Tabby  i va ser testimoni d’un canvi dramàtic de l’estrella en els últims dies. La brillantor es mostra pel que fa a la lluentor normal de l’estrella – el punt més baix mostra una caiguda del 2%. LCOGT

L’alerta ha permés detectar una baixada de lluminositat d’un 2% com anunciava ahir Tabetha Boyajian al twitter i sembla que va en augment. En els esdeveniments anteriors, la corba de llum ha arribat a baixar fins al 20%. És adir, la llum de l’estel ha minvat un 20% de manera irregular i durant uns dies. Imagineu quin fenomen grandiós i a gran escala està passant ara mateix al sistema estel·lar de Tabby.

Ara que l’observen (o l’observaran pròximament) multituds d’instruments i tècniques diverses des de terra i des de l’espai podrem tindre una idea més precisa del comportament estrany de l’estel. Les nits següents poden ser emocionants…

Actualització

Sembla que el fenomen que afecta a l’estel KIC 8462852 ha acabat, com demostra la corba de llum obtinguda a Las Cumbres Observatory i a molts altres. L’estel torna al nivell normal.

Imatges:

1.- Camp d’estels al voltant de KIC 8462852 (amb una creu al damunt) del Digitized Sky Survey – STScI/NASA, Colored & Healpixed by CDS. Amb Aladin Lite. Centre de Dades Astronòmiques d’Estrasburg.
2.- Mapa de la posició de l’estel de Tabby. De l’usuari @owl_astro.
3. Dibuix artístic d’un eixam de cometes al voltant de KIC 8462852. NASA/JPL-Caltech.
4.- Gràfic de la caiguda de la lluminositat de l’estel obtinguda per la xarxa de telescopis Las Cumbres Observatory.

Planetes i ciència ficció a València

A la seu de l’Associació Valenciana d’Astronomia (AVA) a València, fa uns dies vaig parlar dels planetes que ens mostra la ciència ficció i de si aquests s’ajusten o no al que coneixem dels exoplanetes que alguns observatoris com ara Kepler van descobrint. Els amics d’AVA han fet una crònica de la sessió del que vaig explicar. Podeu llegir la versió valenciana ací baix:


Divendres passat, 5 de maig, vam tenir ocasió d’assistir a l’amena xerrada del nostre company Enric Marco sobre el que l’astronomia ens ha ensenyat sobre planetes i exoplanetes, i fins a quin punt veiem el seu reflex en els escenaris planetaris que ens mostra el cinema de ciència-ficció.

Va començar fent un ràpid repàs, a través d’imatges i breus escenes de pel·lícules clàssiques com les de la saga de Star Wars, Dune, Superman, i les més recents com Avatar o Interestellar.

En la majoria d’aquests films els diversos planetes (Tatooine, Mustafar, Hoth, Bespin, Kripton, Dune…) solen ser perfectament habitables per a l’ésser humà incloent una atmosfera respirable i amb gravetat terrestre. Només solen aparèixer exòtiques diferencies extraterrestres en els seus cels, amb diversos sols i llunes, o en la seua biodiversitat. Ens presenten planetes desèrtics (gelats o càlids), coberts de lava, oceànics o coberts de selves…, que un únic ecosistema sembla dominar-ho tot. Però, s’apropen a la realitat aquests escenaris extraterrestres? En moltes ocasions s’ha pres com a referència el nostre sistema solar imitant planetes ben coneguts com Mart, Venus o el nostre planeta mateix, però per els més estranys s’han imaginat ambients que, en ocasions, s’assemblen bastant al que sabem dels exoplanetes.

Però, què se sap dels planetes extrasolars? En 1995 es descobreix el primer exoplaneta orbitant 51 Pegasi; avui ja són més de 3400 els confirmats gràcies a una sèrie d’enginyoses tècniques (velocitat radial, trànsits, astrometria, etc), que ens permeten esbrinar indirectament dades sense arribar pràcticament mai a poder captar-los per observació directa a causa de la seua enorme llunyania i a aquest efecte d’emmascarament produït per la llum del seu estel. El telescopi espacial Kepler, que utilitza el mètode dels trànsits, ha estat fins ara el major descobridor d’exoplanetes. I de moment una quinzena de casos semblen ser relativament similars al nostre planeta per la seua composició rocosa, la seua grandària i la temperatura superficial.

S’han descobert abundants gegants gasosos, molt més grans que Júpiter, minineptuns, i planetes rocosos, tant superTerres, diverses vegades més grans que el nostre planeta com alguns pocs de la grandària de Mart o menors. Alguns fins i tot orbiten sistemes estel·lars binaris, alguna cosa que es creia impossible, i que ens mostraven al planeta Tatooine en la història de Star Wars, quan ni tan sols s’havia demostrat l’existència de cap exoplaneta.

També va repassar el concepte de zona d’habitabilitat estel·lar, que no implica en absolut que puguem traslladar-nos sense més a un planeta que orbite dins d’ella sinó només que està a la distància adequada del seu sol perquè, en cas de contenir aigua, aquesta pogués trobar-se líquida en la superfície. Però clar, que siguin planetes que permeten la vida humana és una exigència del guió en molts dels casos.

D’entre els planetes que més s’han apropat a la realitat astronòmica, Enric va destacar Avatar, on Pandora, l’escenari de la pel·lícula, és una lluna de vida exuberant que orbita un gegant gasós. També Interestellar, on apareix un planeta oceànic girant al voltant d’un forat negre i on els astronautes que el visiten sofreixen la coneguda paradoxa relativista del temps.

Per acabar va destacar un altre detall important en aquestes pel·lícules. La gravetat als planetes visitats és indistingible de la terrestre, alguna cosa que semblava una còmoda suposició dels guionistes per facilitar el desenvolupament de la trama, però que sorprenentment sembla que es podria complir en la realitat. Perquè ens va mostrar un estudi científic en què es descobreix que en la majoria de planetes coneguts existeix una curiosa relació entre grandària i densitat, que fa que la gravetat superficial sigui igual, major o menor que la terrestre, però que no s’allunya massa d’ella.

En resum: una entretinguda xerrada per aprendre astronomia i donar un repàs a la ciència-ficció, afició que compartim molts, tal vegada la majoria, dels amants de l’astronomia.

Imatges:

1.- Algunes moments de la xarrada. AVA
2.- Tatoine, Star Wars
3.- Pandora. Avatar. James Cameron.

Sense senyals intel·ligents des de KIC 8462852

Dyson_sphere_KIC8462852

L’octubre passat parlava de l’estel KIC 8462852 i de l’estranya forma de la seua corba de llum. La nau Kepler de la NASA ha estat observant aquest estel de la constel·lació de Cigne durant quatre anys i, durant aquest temps, les dades mostren dos episodis de baixada de lluminositat, el primer d’un 15%, i el següent, amb nombrosos pics fins a un 22%. L’existència d’un planeta gegant de la grandària de Júpiter o major al voltant de l’estel només explicaria una baixada d’un 1% de la lluminositat estel·lar. Per tant…

Qué pot fer baixar la llum d’un estel un 22%?

Com s’explica al post Qué hi ha al voltant de l’estel KIC 8462852? d’octubre passat, l’estel no és variable ni sembla probable l’existència al seu voltant d’un disc protoplanetari, així com d’altres explicacions naturals. Totes elles impliquen l’emissió d’un excés de radiació infraroja que no ha estat observada des de la Terra.

És per això que un grup d’astrònoms va pensar en alternatives per donar llum a l’estrany comportament de l’estel KIC 8462852. Una megaestructura artificial del tipus esfera de Dyson a mitjan fer podria explicar les observacions. Una mena de coberta grandiosa per recollir gran part de l’energia de l’estel central per alimentar una civilització extraterrestre superavançada. L’astrònom Jason T Wright (1 i 2) i d’altres van proposar aquesta solució i demanaven que els radiotelescopis del projecte SETI, de cerca de civilitzacions extraterrestres, s’encararen cap a l’estrany objecte per veure si es detectava algun senyal clarament artificial.

Aquests darrers dos mesos, l’activitat observacional vers aquest objecte celeste ha estat intensa. En pocs dies els radiotelescopis disponibles de l’Allen Telescope Array en Califòrnia s’encaren cap a l’estel KIC 8462852 però no observaren res d’especial en aquest estel de magnitud 11.7 i situat a 070913_allen_tel_02uns 1400 anys-llum de distància.

Però, potser l’estratègia de recerca de senyals estava equivocada. Comença a ser possible en entorns pròxims a la Terra la utilització de senyals làsers per a comunicació entre naus o entres naus interplanetàries i l’estació de control terrestre. Ja s’han fet diversos experiments amb èxit amb les sondes Lunar Reconnaissance Orbiter, MESSENGER i Galileo. Així com els senyals de ràdio són omnidireccionals, els làsers poden enviar-se de manera dirigida cap a un objectiu concret. I a més a més, en estar la llum del làser en el rang del visible, un telescopi serà suficient per veure el senyal.

Per això, era una bona idea tractar de cercar emissions làser en forma de polsos de variació ràpida provinents de l’estel. La gran variabilitat indicaria la presència de senyals intel·ligents que caldria desxifrar. Durant sis nits entre el 29 d’octubre i el 28 de novembre de 2015, un grup d’astrònoms de SETI van cercar polsos tan curts com d’una bilionèsima part d’un segon a l’Observatori òptic SETI de Boquete al Panamà, amb l’us d’un telescopi newtonià de 0,5 metres de diàmetre. Encara que semble un telescopi petit per a la feina proposada, aquest utilitza un mètode de detecció especial que té una major sensibilitat als senyals de polsos. Si alguns hipotètics extraterrestres hagueren enviat polsos làser de manera intencionada en l’espectre visible en direcció a la Terra, aquest observatori en Boquete podria haver-los facilment detectat sempre que excediren el límit mínim detectable de l’observatori.

Els astrònoms han calculat com seria possible enviar un senyal dirigit cap a la Terra amb una despesa energètica menyspreable.

SETITanmateix Douglas Vakoch, president del SETI International i coautor de l’article enviat a la revista Astrophysical Journal Letters No hem trobat proves d’una civilització avançada que envie senyals làser de manera intencionada cap a la Terra” i per tant “La hipòtesi d’una megaestructura al voltant de l’estel KIC 8462852 està perdent molts punts ràpidament”.

Descartada la hipòtesi d’una estructura artificial per explicar l’estranya forma de la corba de llum de l’estel, els astrònoms han retornat a la més prosaica idea dels cometes. Un gran núvol de cometes situat en una òrbita molt excèntrica podria ser la clau del problema. L’empenta gravitatòria d’una estrella propera podria haver causat que cometes situats al núvol d’Oort de l’estrella es dirigiren cap al sistema estel·lar interior. De fet existeix un estel nan roig situat a només 132000 milions de quilòmetres (885 ua). Però tot açò encara s’ha de confirmar.

Continuem vigilant aquest sistema que encara ens donarà sorpreses.

L’article que han enviat a publicar a la revista Astrophysical Journal Letters

Imatges:

1.- Megaestructura extraterrestre al voltant d’un estel.
2.- Corba de llum de l’estel KIC 8462852
3.- Una vista del Allen Telescope Array, del Institut SETI en el Hat Creek Observatory, Califòrnia. SETI Institute.
4.- L’Observatori òptic SETI de Boquete al Panamà. SETI International.

Qué hi ha al voltant de l’estel KIC 8462852?

kic-8462852-megastructure-extraterrestre-03

KIC 8462852 seria el nom d’un estel a la constel·lació del Cigne ben normal si no fos que les dades de la nau de recerca d’exoplanetes Kepler mostren una anomalia estranya, encara no compresa pels astrònoms. Alguns però s’han afanyat a proposar l’existència d’una megaestructura artificial extraterrestre al voltant de l’estel.

Kepler és una sonda enviada a l’espai l’any 2009 especialitzada en detectar planetes al voltant d’estels llunyans. El mètode de detecció és ben senzill. Quan un planeta passe per davant de la seua estrella, Kepler notarà una lleguera baixada de brillantor. Aquesta baixada de lluminositat serà major quan més gran siga el planeta però sempre serà molt petita. Per exemple, per a un suposat observador llunyà del Sol, Júpiter, el més gran dels planetes del sistema solar, produeix una minva de llum del Sol de només un 1% quan transita per davant de la nostra estrella.

aas2010-1wbLightCurves2-fullAmb aquest mètode dels trànsits Kepler ha aconseguit detectar més de 1000 planetes extrasolars. Com s’observa ací dalt, les baixades de flux lluminós en les gràfiques (les corbes de llum) causades pels planetes en transitar l’objecte davant de l’estel són sempre molt petites. A més a més, aquest trànsit es repeteix regularment i, d’aquesta manera es pot determinar el seu període orbital.

Però qué passa quan la baixada de brillantor observada és d’un 20%? I a més a més amb pics irregulars que no mostren cap patró? Doncs, que senzillament no es té ni la més mínima idea…

Kepler té el proposit d’observar uns 100 000 estels d’una zona molt petita del cel, situada entre les constel·lacions del Cigne i Lira. És clar que l’observació de variacions petitíssimes de flux a la recerca de suposats planetes s’ha de fer de manera automàtica. Les estrelles sospitoses de tenir planetes són estudiades després per astrònoms experts.Tanmateix totes les estrelles són observades per humans per trobar comportaments estranys, aprofitant l’extraordinària capacitat de la visió humana per detectar patrons i regularitat molt millor que el que fa un ordinador (però no tan ràpid). Mitjançant el programa de ciència ciutadana Planet Hunters,  milers de voluntaris estan ajudant a descobrir nous mons.

Precisament aquests voluntaris avisaren de l’estrany comportament de l’estel KIC 8462852. Durant els quatre anys d’observació ha mostrat dos episodis de baixada de lluminositat, el primer d’un 15%, i el següent, amb nombrosos pics fins a un 22%.

Qué pot fer baixar la llum d’un estel un 22%?

KIC_8462852-kepler_transit-data-graph

El primer que es podria pensar és que KIC 8462852 és un estel variable, que intrínsecament brilla més o menys al llarg del temps. Però resulta que és una estrella una mica més gran i brillant que el Sol i, situada com aquest, en la seqüència principal, una zona estable de la vida de les estrelles. Per la mateixa raó també s’ha descartat que un disc de pols i residus orbite aquest estrany objecte. L’estel és massa vell per a tindre encara un disc de formació planetària al seu voltant.

També s’ha proposat un xoc catastròfic entre planetes ja formats que ha creat un disc de residus però aquest emetria llum en l’infraroig i aquest excés de radiació infraroja no s’ha observat.

Rebutjades aquestes i d’altres hipòtesis per explicar l’estranya corba de llum de KIC 8462852 els autors pensen que un gran núvol de cometes situats en una òrbita molt excèntrica podria ser la clau del problema. L’empenta gravitatòria d’una estrella propera podria haver causat que cometes situats al núvol d’Oort de l’estrella es dirigiren cap al sistema estel·lar interior. De fet existeix un estel nan roig situat a només 132000 milions de quilòmetres (885 ua). Aquesta explicació no ha convençut els experts ja que caldria una quantitat immensa de cometes per tapar un 22% la llum de KIC 8462852.

En qué ens quedem, doncs? De moment només amb hipòtesis que no expliquen res.

Per això s’estan explorant altres possibilitats. Una megaestructura artificial del tipus esfera de Dyson a mitjan fer podria explicar les observacions. Una mena de coberta grandiosa per recollir gran part de l’energia de l’estel central per alimentar una civilització extraterrestre superavançada. L’astrònom Jason T Wright (1 i 2) i d’altres han proposat aquesta solució i ja demanen que els radiotelescopis del projecte SETI, de cerca de civilitzacions extraterrestres, s’encaren cap a l’estrany objecte per veure si es detecta algun senyal clarament artificial.

Però com diu Daniel Closa a Centpeus, tot i que aquesta seria una explicació, estaria al final del tot de la llista de possibilitats ja que, per exemple, no es detecta l’excés de radiació infraroja que esperaríem si fos el cas.

No hem de llançar les campanes al vol per la suposada prova de l’existència d’una civilització extraterrestre. Aquesta excitació que experimentem aquests dies els astrònoms ja l’hem viscuda anteriorment. Els companys Vicent Martínez i Fernando Ballesteros ho han contat magníficament en l’article que publicaren ahir, WOW! ¿Por fin extraterrestres?

I finalment una curiositat.

L’article original Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the flux? està signat per nombrosos astronoms que han observat l’objecte des de molts punts de vista, amb instruments diferents i longituds diferents. Cal destacar que el segon membre de l’equip, D. M. LaCourse signa com a Amateur Astronomer (Astronom aficcionat). ¡Quin gran poder tenen les iniciatives de ciència ciutadana per acostar la ciència a la gent i fer-la participar en els grans descobriments!

Imatges:

1.- Estructura artificial al voltant d’un estel. Esfera de Dyson.
2.- Transit Light Curves – Image Courtesy of NASA/JPL
3.- Corba de llum de l’estel KIC_8462852 al llarg de 1580 dies d’observació. Es veuen una baixada de flux al voltant del dia 800 i altres seguides cap al dia 1500. Baix es veuen ampliacions de les baixades. De l’article Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the flux?

L’oratge en mons extraterrestres

2015-05-12-astronomy

No hi res més normal que conéixer el temps que farà demà. Ara, un equip de la Universitat de Toronto ha esbrinat també com es formen els núvols, com bufa el vent i quina calor fa en sis mons extraterrestres.

Ja s’estan analitzant de manera detallada els planetes detectats i confirmats per la missió de cerca planetària Kepler (*) de NASA, per estudiar les seues propietats. Si la massa, temperatura, distància a la seua estrella, si és gasós o rocós, etc són les primeres dades que es determinen, alguns investigadors ja han anat una mica més enllà. Ara ja són en condicions de determinar, fins i tot, el tipus de clima i l’oratge diari.

Un equip internacional d’astrofísics de la Universitat de Toronto, York University i Queen’s University de Belfast ha pogut veure variacions diàries de l’oratge en sis planetes mentre mostraven diferents fases d’il·luminació vistes des de la Terra mentre giraren al voltant de les seues estrelles. Les fases observades en aquests planetes són similars a les que presenta la Lluna vistes des la superfície de la Terra.

Es va determinar el temps atmosfèric que tenen aquests mons alienígenes a partir de la mesura dels canvis que els planetes experimenten quan giren al voltant de les seues estrelles mare, i identificant d’aquesta manera el cicle dia-nit“, va dir Lisa Esteves, una estudiant de doctorat en el departament d’astronomia i astrofísica a la Universitat de Toronto, i primera autora de l’estudi publicat el 12 de maig a la revista científica The Astrophysical Journal.

2015-05-12-weather-on-exoplanetsCom que els planetes estudiats estan ben prop de les seues estrelles, s’ha suposat que giren com la majoria de cossos del sistema solar, de dreta a esquerre, o de l’oest cap a l’est, mirant des de damunt del seu pol nord. Aquest gir determina el règim general de vents que, tal com ocorre en la Terra, circula d’oest a est. Com a conseqüència d’això, els núvols que es formen a l’hemisferi nocturn on la temperatura és més baixa són arrossegats pels vents cap a l’hemisferi diürn matinal on són a poc a poc dispersats i evaporats. D’aquesta manera les vesprades en aquests planetes presenten cels rasos i calorosos.

La figura 2 presenta una visió artística d’un d’aquests mons. A part inferior de la imatge, es veuen les fases visibles per un observador situat a la Terra. D’esquerra a dreta, mostren primer l’hemisferi matutí nuvolós que a mesura que el planeta gira al voltant de l’estrella va mostrant l’hemisferi vespertí lliure de núvols i ben calorós. Aquesta zona il·luminada s’ha detectat amb els sofisticats instruments del Kepler com a un excés de brillantor en la zona diürna del planeta a causa de la llum estel·lar reflectida pels núvols. L’explicació proposada explica bé el comportament de la variació de lluminositat de quatre dels planetes estudiats (Kepler-7b, Kepler-8b, Kepler-12b, i Kepler-41b) ja que aquests planetes no són prou calents per generar calor intern.

Els altres dos planetes restants de l’estudi (Kepler-76b and HAT-P-7b) presenten excés de brillantor vespertina. Sembla que aquests si que semblen tindre prou calor intern per que els vents transporten calor intern cap a l’hemisferi de vesprada, explicant així l’excés de brillantor vespertí observat.

Més informació: The weather on alien worlds: astrophysicists prepare forecasts for planets beyond our solar system. Sean Bettam.

Article original en: Changing Phases of Alien Worlds: Probing Atmospheres of Kepler Planets with High-Precision Photometry publicat en The Astrophysical Journal.

(*) Nota aclaratòria. La missió Kepler semblava morta quan dues rodes de reacció s’espatllaren en maig de 2013. Tanmateix els enginyers de la NASA van aconseguir que continuara apuntant als seus objectius. A hores d’ara, Kepler continua caçant planetes.

Imatges: Dibuixos artístics de com seria un exoplaneta amb núvols de matí i cel ras i calorós a la vesprada (totes les  imatges cortesia de Lisa Esteves).

Kepler-186f, un planeta com la Terra?

El descobriment d’un planeta nou a la constel·lació del Cigne ha estat portada de molts mitjans de comunicació els últimes dies. Es diu que és el primer planeta de grandària terrestre que s’ha descobert en la zona habitable del sistema estel·lar amb l’estrella Kepler-186a. Però hi ha per tant? La missió Kepler va deixar d’esser útil per buscar nous planetes l’any passat. El projecte, però, no ha acabat. Un bon grup d’astrònoms encara rebusquen en els fitxers de dades per confirmar o rebutjar alertes de possibles exoplanetes. Per tant, aquest nou planeta prové dels milions de dades encara per estudiar. Quan una missió tan important com aquesta mor, sempre ens deixa una herència que va creixent cada dia. Avui mateix hi ha 1774 planetes confirmats fora del Sistema Solar, la majoria dels quals provenen de l’observació d’una petita regió del cel a la constel·lació del Cigne, indret on va observar Kepler. Imagineu quants planetes hi haurà si mirem en totes les direccions del cel!

El nou planeta descobert rep el nom Kepler-186f. Això significa que orbita al voltant de l’estel número 186 del catàleg de la missió i que és el cinqué planeta descobert del sistema. Kepler-186a és l’estel, mentre que b,c,d i e són els planetes anteriorment descoberts.

Com tots els de la missió Kepler, Kepler-186f ha estat descobert pel mètode del trànsit (simulació), pel seu pas per davant de l’estel que fa minvar lleugerament la quantitat de llum que arriba al satèl·lit, una cosa com si veiérem passar una mosca per davant d’una bombeta de llum. D’aquest pas se n’ha determinat la gràndaria que ha resultat ser d’un 10% major que la de Terra (Radi Kepler-186f = 1,11 ± 0,14 radi Terra). De moment la massa del planeta és desconeguda però serà segurament rocós.

Kepler-186f orbita a la zona habitable de la seua estrella. La zona habitable es defineix com el rang de distàncies des d’una estrella on l’aigua líquida podria acumular-se en la superfície d’un planeta en òrbita. Mentre que ja s’han descobert planetes a la zona habitable de determinades estrelles, les troballes anteriors són totes de cossos almenys d’un 40 per cent més gran en grandària que la Terra i la comprensió de la seua composició és un repte. Kepler-186f recorda més a la Terra.

L’estel mare de Kepler-186f és una nana roja tipus M amb una temperatura d’uns 3800 K. L’òrbita del planeta (el seu any) és d’uns 112 dies mentre que la distància al seu sol és d’uns 0,36 unitats astronòmiques, una distància semblant a la que es troba Mercuri del nostre Sol.

Les estrelles nans rojos tipus M són molt dèbils. De fet el nou planeta descobert rep un terç de l’energia que la Terra rep del Sol, i està situat més a prop de la vora exterior de la zona habitable. A la superfície de Kepler-186f, la brillantor de la seua estrella en el migdia és  similar a la del nostre Sol una hora abans del capvespre.

No obstant això, “estar a la zona habitable no significa que coneixem que aquest planeta és habitable“, adverteix Thomas Barclay, un científic del Bay Area Environmental Research Institute en Ames, i coautor de l’article del descobriment. “La temperatura al planeta depèn molt de quin tipus d’atmosfera hi ha al planeta. S’hauria de pensar en Kepler-186f més com una Terra-cosina en lloc d’una Terra bessona. Té moltes propietats que s’assemblen a la Terra.

Després d’aquesta explicació, una cosa hauria de quedar clara. Que un planeta siga de la grandària de la Terra no implica que hi haja vida, encara que estiga a la zona habitable. Ara, això si, de moment només coneixem un tipus de vida, la del nostre planeta, i, per tant, d’alguna manera s’ha de començar: pels planetes més semblants al nostre. Que l’estrategia per trobar vida extraterrestre siga equivocada o no, ja es veurà en el futur.

Imatge 1. Kepler-186f, el primer planeta tipus Terra a la zona habitable

Una recreació artística il·lustra Kepler-186f, el primer planeta validat de grandària terrestre en òrbita d’una estrella distant a la zona habitable.

Imatge 2. El sistema solar de Kepler-186 i el Sistema Solar

El diagrama compara els planetes del nostre sistema solar interior amb Kepler-186, un sistema estel·lar de cinc planetes situat a 492 anys llum de   la Terra, en la constel·lació del Cigne. Els cinc planetes de Kepler-186 giren al voltant d’una nana roja tipus M, un estel que és la meitat de la mida i la massa del sol.

Les recreacions astístiques de Kepler-186f són el resultat del treball conjunt dels científics i els artistes col·laborant per imaginar aquest món distant. Crèdit: Science@NASA

 

Kepler ja no caçarà planetes

Kepler NASA

Kepler, la missió de la NASA dedicada a buscar planetes semblants a la Terra, sembla que ja no serà capaç de descobrir nous cossos orbitant estrelles llunyanes. Un comunicat de premsa de l’agència espacial ha anunciat que la roda de reacció número 4, necessària per assegurar l’apuntat exacte als estels estudiats, s’ha espatllat. Aquesta roda es troba en les proximitats dels motors de posicionat.

Ara, amb la nau, col·locada en un mode estable i segur i estant assegurada la comunicació amb la Terra,  els enginyers de la NASA avaluen les possibilitats que hi ha per continuar la missió o si cal dedicar Kepler a l’estudi d’objectes més assolibles com ara la detecció i observació d’asteroides del Sistema Solar.

Kepler és una missió de la NASA llençada l’any 2009 amb l’objectiu de realitzar una cerca detallada de planetes exteriors al nostre sistema solar. Per limitar el camp de treball i ser més eficients, s’ha restringit durant aquests quatre anys a observar simultàniament i repetidament “només” unes 150.000 estrelles cada 30 minuts en una zona entre les constel·lacions del Cigne i de la Lira.

Els planetes al voltant d’altres estrelles són molt difícils de captar. Són molt petits en comparació amb l’estrella i només reflecteixen la llum estel·lar. Malgrat els entrebancs s’han desenvolupat diverses tècniques per detectar-los.

El mètode que feia servir Kepler per descobrir planetes al voltant d’estrelles és senzill i delicat alhora. Si una estrella té un planeta i aquest passa per davant del seu disc estel·lar vist des de la Terra, el que s’anomena un trànsit, es produïrà una petita baixada de la seua brillantor, de la mateixa manera com  s’esdevingué quan Venus passà per davant del Sol el passat mes de juliol 2012.

L’observació d’aquest procés necessita un apuntat molt precís a l’estel estudiat que precisament es fa impossible sense l’ajut de la roda de reacció número 4.Està clar que no tots els sistemes planetaris seran observables, bé perquè el conjunt Kepler-planeta-estrella no està alineat o perquè el planeta és molt menut i la baixada de brillantor estel·lar a causa del trànsit és inapreciable. Tanmateix el nombre de planetes que Kepler ha trobat i que compleixen les condicions observacionals és considerable.La missió Kepler estava optimitzada per trobar planetes de la mida de la Terra (0,5 a 10 masses terrestres) en la zona d’habitabilitat d’estels semblant al Sol.

Aquest observatori espacial, equipat amb un espill d’un metre de diàmetre i 42 CCD captadores d’imatges, permetia veure simultàniament 100 graus quadrats de cel. S’havia llançat per una missió de 3,5 anys de durada que el novembre de 2012 fou ampliada fins el 2016.Els objectius científics s’han complert de sobres. Kepler ja ha confirmat l’existència de 132 exoplanetes i fins i tot d’alguns planetes tipus Terra. Uns altres 2740 candidats esperen torn per ser confirmats o no com a planetes, entre ells uns 350 planetes de la grandària de la Terra. Tres dels més petits candidats amb menys del doble de la grandària de la Terra foren confirmats com a planetes en la zona habitable de les seus estrelles respectives fa només un mes.

En aquest bloc he estat parlant algunes vegades dels descobriments de Kepler. L’apunt més recent parlava d’un sistema planetari en miniatura i una vegada vaig parlar del descobriment d’un planeta amb dos sols.

Les dades del quart any de vida de Kepler s’analitzaran enguany i Jason Rowe, investigadora del Centre Carl Sagan de l‘Institut SETI, confia que s’anunciaran més descobriments amb les dades sense processar. Fins i tot si l’operació de la nau espacial ha de parar, haurem de fer servir la nostra intel·ligència per trobar aquests anàlegs de la Terra, enterrats en els 4 anys de dades recollides per Kepler. Ha estat un gran èxit, i ha canviat la nostra percepció de la nostra galàxia. Avui sabem que la majoria de les estrelles tenen, de fet, planetes , diu Rowe.

Com el gat sense urpes, Kepler sense rodes de reacció ja no caçarà planetes.

Foto 1: Dibuix artístic de Kepler. NASA.
Foto 2: Camp estel·lar observat per Kepler.
Foto 3: Grandàries relatives de tots els planetes descoberts en la zona habitable de la seua estrella en comparació amb la Terra. D’esquerra a dreta: Kepler-22b, Kepler-69c, Kepler-62e, Kepler-62f i Terra (excepte per a la Terra, les imatges dels planetes són interpretacions dels artistes). NASA Ames/JPL-Caltech.

 

La missió Kepler de la NASA descobreix Kepler-16b, un planeta amb dos sols

I ara l’animació de l’òrbita de Kepler-16b amb referència a Tatooine, el planeta desèrtic de Star Wars. La NASA ha venut el descobriment, important sense dubte, amb ajut d’una pel·lícula de culte i ja de cultura popular. Tot s’aprofita.L’animació està bé. Fins i tot si no sabeu anglés s’ho val. Deixeu-vos endur a un món distint al nostre i on és possible veure dos eixides i postes de sol.

Fixeu-vos com ven la NASA el descobriment:La missió Kepler de la NASA ha convertit la ficció en fets. Un món amb doble posta de Sol que va ser primerament imaginat en “Star Wars” fa uns 30 anys en una galàxia molt, molt llunyana, ha esdevingut realitat científica.
Crèdit: NASA /
Ames Research Center