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Junio 2019: Agregué enlace a pdf sobre Necesidad y utilidad de la astronomía.

21/2/19 - DJ:

Nuevo instrumento infrarrojo para detectar exoplanetas

T.E.L: 3 min.

Un nuevo espectrógrafo infrarrojo resultó útil en hallar exoplanetas alrededor de enanas-M y confirmaría la existencia de una supertierra alrededor de la estrella de Barnard. Además, un argentino lideró un equipo de investigación que detectó un exoplaneta cercano.




Un equipo de astrónomos estadounidenses, de diversas universidades, liderados por Andrew Metcalf, comenzaron a usar el Habitable Planet Finder (HPF), un nuevo espectrógrafo y demostraron su efectividad con la detección de un exoplaneta que orbita a la Estrella de Barnard, una estrella vecina del Sol, en un trabajo publicado en Optica.

El instrumento, acoplado al telescopio Hobby-Eberly de 10 metros, en el Observatorio McDonald en Texas, el HPF opera en longitudes infrarrojas, lo que lo convierte en muy útil para hallar exoplanetas rocosos que orbiten estrellas enanas tipo M, relativamente frías, pequeñas y débiles, muy abundantes en la galaxia.

"Cerca del 70% de las estrellas en nuestra galaxia son enanas M, como la estrella de Barnard, pero la luz en cercano infrarrojo que emiten las hace difíciles de detectar con telescopios ópticos", explicó Paul Robertson de la Universidad de California Irvine.

El HPF fue diseñado y construido para buscar planetas de baja masa en las zonas habitables de las estrellas donde pueda existir agua líquida.

Hasta ahora, el método usado era la medición de la espectrocopía doppler (velocidad radial) de la estrella por el tirón de un planeta a su alrededor. Combinado con mediciones fotométricas del planeta al transitar delante de la estrella (método de tránsito), los astrónomos podían saber la masa, densidad y distancia del objeto a la estrella. La técnica de velocidad radial por espectrocopía Doppler es efectiva por debajo de los 700nm, es decir, dentro del rango visible y no más allá, en el infrarrojo.

El nuevo instrumento se usa junto a otros, como el combinador de frecuencias láser, en un esquema que se puede describir del siguiente modo:


(a) La luz de las estrellas es recogida por el telescopio Hobby-Eberly y dirigida a una fibra óptica. Se usan láseres para generar un "peine" de frecuencia óptica con dientes espaciados por 30 GHz y estabilizado a un reloj atómico. En ambos casos la luz se acopla al HPF, donde se rastrean los cambios de longitud de onda diminutos en el espectro estelar con la cuadrícula de calibración precisa proporcionada por el peine de frecuencia láser. (b) Componentes para la generación de peines de frecuencia: superior, un modulador electro-óptico integrado de fibra óptica; inferior, chip de nitruro de silicio (5 mm × 3 mm) en el que se modelan las guías de onda nanofotónicas. La luz se acopla a una guía de ondas desde la izquierda y el supercontinuo se extrae desde la derecha con una fibra con lentes. (c) El espectrógrafo HPF abierto, en el que se observa la óptica de la cámara a la izquierda, la rejilla de Echelle a la derecha y los espejos de relé en la parte delantera. La huella del espectrógrafo es de aproximadamente 1,5 m × 3 m. (d) El telescopio Hobby-Eberly de 10 m en el Observatorio McDonald en el suroeste de Texas.

Las observaciones de la Estrella de Barnard durante 86 días, coinciden con el anuncio reciente de un grupo de astrónomos españoles de la posible detección de un exoplaneta en el sistema, de 3.2 masas terrestres con 233 días de período.

UN DESCUBRIMIENTO ARGENTINO
En otro orden de cosas, un equipo internacional de investigadores liderado por el científico argentino Rodrigo Díaz (IAFE) descubrió un nuevo exoplaneta. Denominado Gliese 11 b, orbita una estrella que se encuentra a ocho años luz del Sol, y tiene una masa que es tres veces la de la Tierra. El trabajo, realizado a través del Observatorio de Alta Provenza (Haute Provence) en Francia, se aceptó para su publicación en Astronomy & Astrophysics (ver abajo). En esas instalaciones se usa otro espectrógrafo -SOPHIE- que funciona con longitudes entre 3872-6943 Å (ángstroms), que expresado en nanómetros son 387,2-694,3.

Fuentes y enlaces relacionados
Astronomers from UCI, other institutions use new technique to find extrasolar planets
https://news.uci.edu/2019/02/20/astronomers-from-uci-other-institutions-use-new-technique-to-find-extrasolar-planets/

A. Metcalf et al
"Stellar spectroscopy in the near-infrared with a laser frequency comb," Optica 6, 233-239 (2019).
DOI: 10.1364/OPTICA.6.000233

Ribas; C. Rodríguez López; y otros (2018).
"A candidate super-Earth planet orbiting near the snow line of Barnard’s star".
Nature 563 (365).
DOI: 10.1038/s41586-018-0677-y

R. F. Díaz, X. Delfosse, M. J. Hobson, I. Boisse, N. Astudillo-Defru, X. Bonfils, G. W. Henry, et al.
"The SOPHIE search for northern extrasolar planets. XIV. A temperate (Teq∼300 K) super-earth around the nearby star Gliese 411",
aceptado para publicación en Astronomy & Astrophysics (2019)
arXiv:1902.06004 [astro-ph.EP]
https://arxiv.org/abs/1902.06004
http://www.obs-hp.fr/presse/Communique_GJ411.html

Infobae: Liderados por un argentino, científicos descubrieron el tercer exoplaneta más cercano al Sol
https://www.infobae.com/salud/ciencia/2019/02/20/liderados-por-un-argentino-cientificos-descubrieron-el-tercer-exoplaneta-mas-cercano-al-sol/

Sobre las imágenes
Créditos del gráfico: A. Metcalf et al.
La fotografía inicial del HPF: Gudmundur Stefansson / Pennsylvania State University.

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