En los últimos treinta años, se han descubierto miles de planetas extrasolares más allá de nuestro Sistema Solar. En su mayor parte, han sido detectados por el Kepler Telescopio espacial usando una técnica llamada fotometría de tránsito. Para este método, los astrónomos miden caídas periódicas en el brillo de una estrella, que son el resultado de planetas que pasan frente a ellos en relación con un observador, para confirmar la presencia de planetas.
Gracias a un nuevo esfuerzo de investigación realizado por un equipo de astrónomos profesionales y aficionados, recientemente se detectó algo mucho más pequeño que los planetas que orbitan una estrella distante. Según un nuevo estudio publicado por el equipo de investigación, se observaron seis exocomets orbitando alrededor de KIC 3542116, una estrella espectral tipo F2V ubicada a 800 años luz de la Tierra. Estos cometas son los objetos más pequeños hasta la fecha que detectan el método de fotometría de tránsito.
El estudio que detalla sus hallazgos, titulado "Probables Exocomets en tránsito detectados por Kepler", apareció recientemente en el Avisos mensuales del Royal Astronomical Sociedad. Dirigido por Saul Rappaport del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, el equipo también estaba formado por astrónomos aficionados, miembros del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA), la Universidad de Texas, la Universidad Northeastern y el Centro de Investigación Ames de la NASA.
Esta es la primera vez que Transit Photometry se ha utilizado para detectar objetos tan pequeños como los cometas. Estos cometas eran bolas de hielo y polvo, de tamaño comparable al cometa Halley, que se descubrió que viajaban a velocidades de aproximadamente 160,934 km / h (100,000 mph) antes de que se vaporizaran. Los investigadores pudieron detectarlos al seleccionar sus colas, las nubes de polvo y gas que se forman cuando los cometas se acercan a su estrella y comienzan a sublimarse.
Esta no fue una tarea fácil, ya que las colas lograron ocultar solo una décima parte del 1% de la luz de la estrella. Como Saul Rappaport, quien también es profesor emérito de física en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, explicó en un comunicado de prensa del MIT:
"Es sorprendente que se pueda detectar algo de varios órdenes de magnitud más pequeños que la Tierra solo por el hecho de que está emitiendo muchos escombros". Es bastante impresionante poder ver algo tan pequeño, tan lejos ".
El crédito por la detección original es para Thomas Jacobs, un astrónomo aficionado que vive en Bellevue, Washington, y es miembro de Planet Hunters. Este proyecto de ciudadano científico fue establecido por primera vez por la Universidad de Yale y consiste en astrónomos aficionados que dedicaron su tiempo a la búsqueda de exoplanetas. Los miembros tienen acceso a los datos de Telescopio espacial Kepler con la esperanza de que notarían cosas que los algoritmos informáticos podrían pasar por alto.
En enero, Jacobs comenzó a escanear cuatro años de datos obtenidos durante KeplerLa principal misión de ‘. Durante esta fase, que duró de 2009 a 2013, Kepler escaneó más de 200,000 estrellas y realizó mediciones de sus curvas de luz. Después de cinco meses de examinar los datos (el 18 de marzo), notó varios patrones de luz curiosos en medio del ruido de fondo proveniente de KIC 3542116. Como dijo Jacobs:
“Buscar objetos de interés en los datos de Kepler requiere paciencia, persistencia y perseverancia. Para mí es una forma de buscar tesoros, sabiendo que hay un evento interesante esperando ser descubierto. Se trata de explorar y estar a la caza donde pocos han viajado antes ”.
Específicamente, Jacobs estaba buscando signos de tránsitos individuales, que no son como los causados por planetas que orbitan una estrella (es decir, periódicos). Mientras miraba KIC 3542116, notó tres tránsitos individuales, y luego alertó a Rappaport y Andrew Vanderburg, como astrofísico de la Universidad de Texas y miembro de la CfA. Jacobs había trabajado con ambos hombres en el pasado y quería su opinión sobre estos hallazgos.
Como recordó Rapport, el proceso de interpretación de los datos fue desafiante, pero gratificante. Inicialmente, notaron que las curvas de luz no se parecían a las causadas por los tránsitos planetarios, que se caracterizan por una caída repentina y brusca de la luz, seguida de un aumento brusco. Con el tiempo, Rapport notó que la asimetría en las tres curvas de luz se parecía a la de los planetas desintegrados, que habían observado antes.
"Nos sentamos en esto durante un mes, porque no sabíamos qué era; los tránsitos planetarios no se ven así", dijo Rappaport. "Entonces se me ocurrió que," Hey, estos se ven como algo que hemos visto antes "... Pensamos, el único tipo de cuerpo que podría hacer lo mismo y no repetir es uno que probablemente se destruya al final. Lo único que se ajusta a la factura, y tiene una masa lo suficientemente pequeña como para ser destruida, es un cometa ”.
Según sus cálculos, que indicaban que cada cometa bloqueaba aproximadamente una décima parte del 1% de la luz de la estrella, el equipo de investigación concluyó que el cometa probablemente se desintegró por completo, creando un rastro de polvo que fue suficiente para bloquear la luz durante varios meses antes desapareció. Después de realizar observaciones adicionales, también notaron tres tránsitos más en el mismo período de tiempo que fueron similares a los notados por Jacobs.
El hecho de que estos seis exocomets parecen haber transitado muy cerca de su estrella en los últimos cuatro años plantea algunas preguntas interesantes, y responderlas podría tener implicaciones drásticas para la investigación extra solar. También podría avanzar en nuestra comprensión de nuestro propio Sistema Solar. Como Vanderburg explicó:
“¿Por qué hay tantos cometas en las partes internas de estos sistemas solares? ¿Es esta una era de bombardeo extremo en estos sistemas? Esa fue una parte realmente importante de nuestra propia formación del sistema solar y puede haber traído agua a la Tierra. Quizás estudiar exocomets y descubrir por qué se encuentran alrededor de este tipo de estrella ... podría darnos una idea de cómo ocurre el bombardeo en otros sistemas solares ".
Hace entre 4,1 y 3,8 mil millones de años, el Sistema Solar también experimentó un período de intensa actividad de cometas conocido como el bombardeo pesado tardío. Durante este tiempo, se cree que los asteroides y los cometas han impactado cuerpos en el Sistema Solar interno de manera regular. Curiosamente, se cree que este período de bombardeos pesados fue el responsable de la distribución de agua a la Tierra y a los otros planetas terrestres.
Como se señaló, KIC 3542116 pertenece al tipo espectral F2V, una clase de estrella de color amarillo-blanco que es típicamente de 1 a 1.4 veces más masiva que nuestro Sol y bastante brillante. Dado que es comparable en tamaño y masa a nuestro Sol, es posible que el período de bombardeo que está experimentando sea similar al que atravesó el Sistema Solar. Ver cómo se desarrolla podría, por lo tanto, contarnos mucho sobre cómo una actividad similar influyó en la evolución de nuestro Sistema Solar hace miles de millones de años.
Además de la importancia del estudio para el estudio de la astrofísica y la astronomía, también demuestra el importante papel que juegan los científicos ciudadanos en la actualidad. Si no fuera por el trabajo incansable realizado por Jacobs, que revisa los datos de Kepler entre su trabajo diario y los fines de semana, este descubrimiento no hubiera sido posible.
"Podría nombrar 10 tipos de cosas que estas personas han encontrado en los datos de Kepler que los algoritmos no pudieron encontrar, debido a la capacidad de reconocimiento de patrones en el ojo humano", dijo Rappaport. “Ahora podría escribir un algoritmo informático para encontrar este tipo de forma de cometa. Pero fueron extrañados en búsquedas anteriores. Eran lo suficientemente profundos pero no tenían la forma correcta que estaba programada en algoritmos. Creo que es justo decir que esto nunca hubiera sido encontrado por ningún algoritmo ".
En el futuro, el equipo de investigación espera que el despliegue Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), que será dirigido por el MIT, continuará realizando el tipo de investigación realizada por Kepler.
