NeoFronteras

Entra en funcionamiento el nuevo espectrógrafo de ESO.

Los primeros exoplanetas en ser detectados fueron planetas gaseosos gigantes. Fue así porque, con la tecnología de hace 20 años, sólo se podían detectar planetas muy masivos por el método de la velocidad radial.

El método de la velocidad radial se basa en que el planeta tira gravitatoriamente de su estrella, además de que esta haga otro tanto. Este tirón es más intenso cuanto mayor sea la masa del planeta. De este modo, la estrella se bambolea un poco según el planeta la orbita. Por tanto, aunque no veamos el planeta, sí podemos inferir su existencia a partir del movimiento que induce en su estrella.

El movimiento de la estrella se puede medir gracias al efecto Doppler, o, lo que es lo mismo, gracias al desplazamiento de las líneas espectrales que aparecen en el espectro que se toma de la estrella. De tal modo que, si apuntamos con un telescopio a la estrella y acoplamos a este un espectrómetro lo suficientemente preciso, podemos saber que hay un planeta, saber sus parámetros orbitales y estimar su masa.

Este método de la velocidad radial funciona mejor cuanto más de canto está la órbita del planeta respecto a nosotros, más cerca orbita el planeta de su estrella y, como hemos dicho antes, más masivo es el planeta respecto a su estrella.

El ESO tiene un par de espectómetros muy precisos con los que se han descubierto o confirmado muchos exoplanetas, en Chile y en las Islas canarias. A estos se les denominó HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) y HARPS-N (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher for the Northern hemisphere). Son instrumentos muy precisos que se mantienen en atmósfera y temperatura controlada, de tal modo que cuando se abre la puerta para labores de mantenimiento se necesitan muchas horas para poder volver a usarlos.

Con HARPS y espectrómetros similares se pueden medir velocidades radiales de 1 metro por segundo, es decir, la velocidad de un hombre andando. Esta precisión es suficiente para detectar muchos tipos de planetas, incluso planetas de tipo rocoso que orbiten estrella enanas rojas, que tienen poca masa. Para hacernos una idea, Júpiter mueve al Sol unos 13 m/s, mientras que la Tierra sólo lo consigue en 9 cm/s. Así que 1 m/s no era suficiente para detectar otros planetas interesantes, como, por ejemplo, un análogo a la Tierra en otro sistema planetario con una estrella similar al Sol. Es aquí en donde entra ESPRESSO (Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations).

Además de la pericia de los chicos de ESO para buscar buenos acrónimos, está la habilidad de construir un espectógrafo de este estilo que alcance la posibilidad de medir velocidades radiales de 10 centímetros por segundo o menos. Algo, absolutamente inaudito. ESPRESSO, que ya está instalado y ha observado su primera luz, detectará exoplanetas rocosos con una precisión sin precedentes gracias a esos minúsculos cambios en la luz de sus estrellas anfitrionas. Además, y por primera vez, será el primer instrumento de su tipo en poder combinar la luz de los cuatro telescopios VLT que el ESO tiene en Chile.

Para poder alcanzar esta precisión ha sido necesario mejorar la tecnología de los peines láser, que proporcionan un conjunto tupido de frecuencias de referencias precisas contra las que medir las observadas.

Lo malo de este método es que con él no se puede conocer el tamaño del exoplaneta, dada importante a la hora de saber su densidad y, por tanto, de si se trata de un planeta rocoso o uno gaseoso como Júpiter. El dato del tamaño se puede inferior por el método del tránsito, si es que el exoplaneta en cuestión transita según nuestra perspectiva.

ESPRESSO será capaz de detectar fácilmente supertierras alrededor de estrella como el Sol o incluso planetas como la Tierra en sistemas con estrellas un poco más ligeras que el Sol.

“Este éxito es el resultado del trabajo de muchas personas durante 10 años. ESPRESSO no sólo es la evolución de nuestros anteriores instrumentos, como HARPS. El que tenga una mayor resolución y una mayor precisión hace que sea revolucionario. Y, a diferencia de los anteriores instrumentos, puede explotar toda la capacidad colectora de luz del VLT, ya que puede utilizarse con los cuatro telescopios unitarios del VLT al mismo tiempo para simular un telescopio de 16 metros. ESPRESSO será insuperable durante, al menos, una década. ¡Ahora estoy deseando descubrir nuestro primer planeta rocoso!”, dice Francesco Pepe (Universidad de Ginebra, Suiza).

ESPRESSO, además de detectar planetas con una precisión si precedentes y medir sus atmósferas en caso de tránsito, será una de las herramienta más potente del mundo para comprobar si las constantes físicas de la naturaleza han cambiado a lo largo de la evolución del Universo. Algunas teorías predicen pequeños cambios en esas constante, pero, hasta ahora nunca se han observado de manera convincente.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
espresso
Foto: ESO/P. Horálek.