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20/2/12 - DJ:

Exoplanetas: ¿Cómo hacen los astrónomos para detectarlos?

T.E.L: 4 min. 11 seg.

Un simple modelo didáctico permite tener una idea de cómo hacen los astrónomos para detectar planetas alrededor de otras estrellas a través de la técnica de velocidad radial.


Los planetas son difíciles de detectar, incluso en nuestro propio sistema solar. Y, más allá del Sol, alrededor de otras estrellas, la dificultad crece. Los planetas pueden ser gigantes, como Júpiter o más grandes aún, sin embargo, a diferencia de los astros no emiten luz propia.
Los investigadores utilizan diversas técnicas como el tránsito y la velocidad radial, dos de las más conocidas.
Entre los proyectos más importantes en busca de exoplanetas se encuentra HARPS, a través del cual se hallaron varios exoplanetas, como los 50 anunciados el pasado septiembre.

En ciencia es difícil hacer previsiones sobre los próximos grandes descubrimientos, sin embargo, da la sensación que pronto se hallará algún planeta que reúna muchas condiciones similares a la Tierra. Se anunció más de una vez el descubrimiento de un tal planeta, pero las condiciones atmosféricas y la ubicación del planeta en la llamada Zona de Habitabilidad suelen estar basadas en cálculos estimativos.
La búsqueda de un planeta muy similar a la Tierra parece ser uno de los "Santos griales" de la astronomía, en parte porque si en este mundo que habitamos, con estas condiciones, surgió la vida, entonces en otros planetas con características muy parecidas, es posible que también lo haga.
Por cierto, hay indicios de que ésa es una visión sesgada. Las condiciones de la Tierra son variadas, lo que incluye características que parecerían ser, a priori, no aptas para la vida, de altas temperaturas por ejemplo, y sin embargo se han hallado extremófilos.

Por otro lado, el tema atrapa la atención de profesionales, aficionados y el público en general, ya que sería la gran noticia el encontrar vida en otro mundo. Y esto despierta todo tipo de especulaciones pseudo-científicas por doquier.

Al mismo tiempo están los pseudo-escépticos, aquellos que dicen no creer en las afirmaciones científicas, como la existencia de agujeros negros o planetas alrededor de otras estrellas. Y a veces se argumenta esto señalando que es imposible detectar planetas lejanos porque éstos no emiten luz propia.

Por estas razones es válido difundir, al menos grosso modo, cómo hacen los astrónomos para detectar exoplanetas.

Un modelo didáctico se ha propuesto hace tiempo y de diversas maneras, por ejemplo, el de ejemplificar la detección por velocidad radial, a través de bolas de telgopor.
Una producción de ese modelo se puede encontrar en Planetary Society, en su número 2, Volumen I, de Planetary Kids. [1]


Ese modelo fue mostrado en un programa de televisión de Estados Unidos (New Day NW) por el propio Bill Nye (en inglés). Se puede ver en http://bit.ly/TPS0603.

Una versión en español fue realizada por mi, de manera muy sencilla, sin la apropiada iluminación, pero suficiente para que se pueda ver y entender el procedimiento y tener una idea de cómo construir un modelo en clase o en casa.

Construcción del modelo
El modelo está basado en bolas de telgopor. Se pueden conseguir en librerías artísticas o papelerías. Es necesario contar con una bola grande, que hará las veces de estrella y una o varias bolas más pequeñas que harán de planetas.
Las bolas o esferas de telgopor se venden según el tamaño con un número. Aquí se usó una número 10 y otras menores.
La bola-estrella deberá fijarse con un elástico a una caja. Y se acoplará a la bola-estrella una bola-planeta con un palillo.
Este sistema estrella-planeta tendrá un diámetro que deberá ser tenido en cuenta al momento de elegir el tamaño de la caja. Es mejor una caja grande, de modo que se pueda cambiar el diámetro del sistema al aumentar el tamaño del palillo y de la bola-planeta.

El elástico puede ser el que se usa para la ropa, pero también se puede usar hilo elástico (se vende en mercerías) o bandas elásticas (se rompen con mayor facilidad, pero sirven).

Para pasar el elástico por la bola de telgopor-estrella se puede usar un palillo de los que se usan para brochettes (también se venden éstos en librerías artísticas) o varillas que se usan en modelismo.
Con la varilla haremos un hueco en la bola de "polo a polo". Luego, para pasar el hilo nos podemos ayudar con una aguja larga.
Una vez traspasado el elástico lo atamos a la caja, arriba y abajo, lo más cerca posible de la abertura.

Pero la bola, si no hacemos nada más, caerá a la base de la caja, por gravedad. Para que quede sujeta en medio del hilo se puede rellenar el hueco que antes hicimos con cola, pegamento para tela, incluso con algo de masilla o plastilina.

Así tendremos una estrella que podrá "rotar" si giramos el elástico para un lado varias vueltas y lo soltamos.

Las bolas de telgopor suelen tener bien marcado su "Ecuador", pero podemos agregar marcas para visualizar mejor su rotación. Si está bien hecho, la estrella debería rotar de forma pareja, sin "bamboleo". En la práctica, algún bamboleo habrá, pero debería ser menor.

Sin embargo, si luego adosamos el planeta, el mismo procedimiento hará que la estrella se "bambolee" de manera más notoria.

Para ajustar el planeta usamos también un pedacito de varilla.

El procedimiento lo podemos probar con bolas-planetas de diferente tamaño y también con palillos más largos y más cortos.

El uso de varillas más largas estará condicionado a las dimensiones de la caja.

Es un modelo muy simple que se puede hacer con facilidad y que, con alguna modificación, se puede usar también para mostrar el concepto de eclipse (tanto de Sol como de Luna) e incluso la técnica de tránsito para detectar exoplanetas.

Las bolas estrella y planetas se pueden pintar con acuarelas, marcadores, etc, para darles un aspecto característico.
También existe pintura fluorescente que permitiría ver el modelo de noche o decorar el fondo de la caja para darle un aspecto de "cielo profundo", oscuro con puntitos brillantes, o formas de galaxias espirales o constelaciones.

Aquí, un modesto video-demostrativo:


http://youtu.be/8zjzqGlVhoc


La música usada en el video es el tema Exoplanet, del álbum PsykoMysik, por Tony Ferreira.

Nota escrita para el XXVIII Carnaval de la física, en esta edición hospedado por Física, Arroz y Frijoles. Para unirse y leer las entradas existe una red social en Ning.

Fuentes y links relacionados

Sobre las imágenes
  • Captura de pantalla del video del programa de New Day NW con la participación de Bill Nye y su demostración del modelo.
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