NeoFronteras

Detectan por primera vez la luz visible reflejada por un exoplaneta a partir del espectro.

Las personas comunes dan muchas veces por sentado el progreso de la ciencia. Pero este siempre se da después de muchos pasos y esfuerzos. Puede que un día nos sorprendamos con la noticia de que se ha conseguido visualizar la primera exotierra, pero hasta entonces queda mucho camino por andar y mucha voluntad política por quebrar para conseguir financiación.
A veces es necesario incluso sortear la mitología local, ahora muy de actualidad después de que los nativos de Hawai hayan conseguido paralizar la construcción del gran telescopio de 30 metros en Mauna Kea, su montaña sagrada. Paradójicamente la población local cree que allí se inició la creación del (su) mundo.
Observar directamente un exoplaneta es muy difícil y es equivalente a tratar de ver un mosquito que revolotea enfrente de un faro marítimo lejano. Sólo con trucos, como el uso de técnicas de ocultación de la luz estelar se podrá ver algún día una exotierra cercana.
El caso es que la noticia de esta semana es que se ha conseguido detectar la luz visible reflejada por un exoplaneta, en lo que, además, constituye ya un nuevo método de detección de exoplanetas. No es una imagen, pero es información espectral muy útil. Esta nueva técnica permitirá obtener datos espectrales de un exoplaneta sin necesidad de tránsito y sin necesidad de verlo directamente.
Hasta ahora el método usado para obtener datos espectrales de la atmósfera de un exoplaneta era comparar los espectros durante un tránsito y cuando no se da. Durante el tránsito (que no es más que un diminuto “eclipse”) una pequeña parte de la luz de la estrella atraviesa la atmósfera del exoplaneta y se producen líneas de absorción en el espectro. Pero para que se pueda aplicar esta técnica se necesita una muy buena alineación del sistema planetario respecto a nosotros.
En caso el planeta en cuestión es 51 Pegasi b, que fue el primer exoplaneta en ser descubierto en 1995. La estrella 51 Pegasi está situada a 50 años luz de distancia a nosotros y este planeta es de tipo Júpiter caliente. Debido al calor al que está sometido su atmósfera está más hinchada que la de nuestro Júpiter. El descubrimiento se ha realizado gracias al espectrógrafo HARPS que el ESO tiene en el observatorio de La Silla y, además de aportar nuevas propiedades antes desconocidas sobre este planeta, ha permitido hacer una prueba de concepto de un nuevo sistema de detección. No se necesita que haya tránsito planetario para obtener un espectro de exoplaneta.
Como todos ya sabemos, los exoplanetas descubiertos hasta ahora lo han sido gracias a tres técnicas: velocidad radial por Doppler, tránsito y microlente gravitatoria.
En este nuevo método se ha conseguido discriminar la luz reflejada por el planeta de la luz de su estrella, pese a ser órdenes de magnitud menos intensa.
El espectro recibido, que es mezcla del de la estrella y del reflejado por el planeta, es discriminado mediante una técnica de procesado de imagen propuesta en 2013. Esta técnica, denominada de función de correlación de máscara de binaria, permite amplificar la débil luz del planeta por encima del ruido de fondo. Básicamente se trata de obtener un espectro de referencia de la estrella y mirar si el espectro cambia en el tiempo, pero restando el efecto debido al Doppler.
La técnica permite calcular la masa real del planeta y su inclinación orbital, parámetros que son esenciales para entender el sistema planetario de turno. Además, permite saber el albedo, factor que se puede usar para inferir la composición atmosférica y superficial del planeta.
En este caso en concreto se adquirieron 90 espectros en 7 noches distintas en un total de 12 horas y media de observaciones. Los espectros se tomaron durante los momentos o ventanas de observación en los que se daba una conjunción en la que el exoplaneta exponía su lado soleado hacia la Tierra. De este modo se maximizaba la luz procedente del planeta.
Se ha descubierto que 51 Pegasi b tiene una masa la mitad que Júpiter, pero un diámetro mayor, y que su órbita está inclinada 9 grados respecto a nosotros.
La sorpresa ha sido poder realizar esta técnica con un instrumental ya existente (aunque de los mejores del mundo), pues se creía que tal vez sería necesario diseñar instrumentos ex proceso para este tipo de observaciones.
El hallazgo permite suponer que con el nuevo instrumento ESPRESSO en el VLT (que se instalará en 2016)y los instrumentos del futuro telescopio E-ELT (que se terminará en 2024) se podrá usar esta técnica.
La última meta de todo esto es caracterizar un planeta como la Tierra, según Jorge Martins, líder del proyecto. Quizás con el E-ELT se pueda realizar.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Ilustración: ESO, M. Kornmesser, Nick Risinger (skysurvey.org).