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Concepción artística de un exoplaneta de periodo ultracorto. Ilustracion: A Schaller.

El telescopio espacial Hubble ha encontrado 16 candidatos a nuevos planetas extrasolares orbitando alrededor de estrellas situadas cercar del centro de nuestra galaxia.
Fueron descubiertos durante una campaña de observación denominada SWEEPS (del ingles «barrer» y siglas de Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search) en la que el telescopio apuntó en dirección a una ventada libre de polvo galáctico en la constelación de Sagitario sobre una región que contiene 180.000 estrellas y que está situada a 26.000 años luz, cerca del centro de la Vía Láctea. La técnica utilizada para detectar estos objetos está basada en el tránsito de los planetas sobre el disco estelar.
Desde el punto de vista estadístico una pequeña proporción de los sistemas planetarios tendrán que estar orientados de tal modo que bajo nuestro punto de vista vemos el plano orbital de canto. Cuando un planeta pasa por delante de la estrella (fenómeno denominado tránsito) bloquea parte de la luz de la misma y nosotros lo percibimos como una disminución del brillo de la estrella. Si podemos verlo periódicamente entonces es posible calcular el periodo orbital.
Los planetas no pueden ser vistos directamente y su tamaño debe de ser como mínimo el de Júpiter para que bloquee la suficiente luz y que el cambio de brillo pueda ser medido por la cámara del Hubble. Para esta tarea el Hubble utilizó su cámara de campo estrecho que cubre un área equivalente no mayor que el 2% de la luna llena.
Los resultados obtenidos en esta campaña son consistentes con el número de planetas que cabría esperar a esas distancias y extrapolando lo que sabemos basado en las observaciones de exoplanetas realizadas en nuestro entorno estelar. Por tanto, ya hay grandes evidencias que apoyan la idea que los planetas son abundantes en otras partes de nuestra galaxia además de nuestro vecindario. Extrapolando todos los resultados a la totalidad de la galaxia es posible calcular que hay unos 6000 millones de planetas de tipo Júpiter en la Vía Láctea.
Los planetas son denominados candidatos porque los astrofísicos no pueden deducir la masa de los mismos debido a la falta de información. Después de un análisis exhaustivo el equipo de investigadores eliminó otras alternativas como estrellas binarias que podría remedar el efecto.
Se ha observado una tendencia de estos planetas a formarse alrededor de estrellas ricas en elementos más pesados que el hidrógeno o helio, como el carbono. Esto apoya la teoría que afirma que la formación de planetas se da en estrellas ricas en elementos pesados y que son necesarios para la formación de los mismos.

Parte del campo estelar estudiado (arriba) con 150.000 estrellas, y ampliación de una región (abajo) donde se ve una estrella (marcada como SWEEPS 04) que alberga un exoplaneta. Foto: K. Saku, NASA, ESA, STScI. Ampliar.

Cinco de los nuevos objetos representan un nuevo tipo de planetas extremos no encontrados hasta el momento y denominados planetas de periodo ultracorto (USPP en inglés). El periodo orbital de estos planetas es menor que un día terrestre. Este descubrimiento ha sido toda una sorpresa.
El candidato con el periodo orbital más corto (SWEEPS-10) completa una órbita cada 10 horas y está a sólo 1.200.000 Km de la estrella. Su «año» por tanto dura diez horas terrestres. Probablemente es el planeta más caliente detectado hasta la fecha, con una temperatura superficial estimada de 1650 grados. La baja temperatura de la estrella permite la existencia de este planeta, que de otra manera sería vaporizado. Su masa debe de ser además de 1,6 masas la de Júpiter porque de otra manera las fuerzas de marea gravitacionales los destrozarían.
Estos planetas de periodo ultracorto se dan preferiblemente alrededor de enanas rojas que son estrellas más pequeñas y frías que nuestro sol.
Sólo un 10% de los Júpiter calientes tienen una órbita que les permita ser detectados con el método de tránsito. Para poder detectar un número significativo el telescopio tiene que cubrir un campo amplio donde haya miles de estrellas. Por periodo de observación la cámara medía la intensidad de luz recibida de 180.000 estrellas. El campo estelar fue observado durante siete días continuamente del 23 al 29 de febrero de 2004. Para asegurarse de los resultados se hizo un seguimiento varios tránsitos consecutivos de 15 de los 16 candidatos.
Además en algunos casos fue posible medir el efecto Doppler mediante espectrometría con el telescopio VLT del ESO en Chile y confirmar los resultados.
Uno de los candidatos a planeta tiene una masa menor de 3,8 veces la de Júpiter (M_J). El otro tiene 9,7 M_J y está muy cerca de las 13 M_J correspondientes a una enana marrón. Una enana marrón es una estrella de muy baja masa que no es capaz de mantener reacciones nucleares estándar como las demás.
Medir el efecto Doppler con el Hubble no es posible debido a la baja luminosidad de las estrellas y su denso empaquetamiento. El futuro telescopio espacial James Webb proporcionará la sensibilidad y precisión suficiente para confirmar estos resultados.
Todos los candidatos tienen periodos cortos y supuestamente masas grandes, pero esto es consecuencia de las restricciones impuestas por el sistema de observación.
El programa SWEEPS es una importante prueba conceptual que ayudará la misión Kepler de la NASA que se espera lanzar en 2007 y que consiste en un telescopio espacial especializado en detectar planetas extrasolares por el método del tránsito. Será lo suficientemente sensible como para detectar posiblemente cientos de candidatos a planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable, donde la temperatura es la adecuada para mantener agua líquida. Entonces ya podremos soñar sin necesidad de usar sólo nuestra imaginación.

Referencia: Nature (vol 443, p 534).

Fuentes: Nota de prensa de la NASA, Hubble