Historia del TrES

Roi Alonso Sobrino / 22-11-2004

Hace aproximadamente tres meses anunciamos el descubrimiento de un nuevo exoplaneta con un pequeño telescopio desde el Observatorio del Teide (Tenerife). Bautizamos a la criatura con el nombre de TrES-1. Voy a intentar explicar cómo se utiliza un telescopio de un tamaño menor que el de muchos aficionados a la astronomía para encontrar este tipo de objetos, aunque primero habrá que empezar por explicar qué es un exoplaneta.

Mercurio, Venus, y el resto de nuestros vecinos se pasan la vida dando vueltas alrededor del Sol, que no es más que una entre muchos miles de millones de estrellas. Y, al igual que él, hay estrellas que tienen planetas con la curiosa manía newtoniana de dar vueltas en torno a ellas. Son los llamados planetas extrasolares o exoplanetas. El problema es que cualquier estrella que vemos está tan lejos que incluso la luz, a su velocidad de vértigo, tarda unos cuantos años en llegar hasta nuestros ojos. A esas distancias todavía no somos capaces de ver planetas enormes como Júpiter, ni siquiera con grandes telescopios de casi 10 metros de diámetro. Uno de los principales inconvenientes es que la estrella, como estrella que es, brilla mucho y su resplandor enmascara la débil luz del planeta, que es del orden de un millón de veces menor. Es como tratar de distinguir un anillo en la mano de alguien que nos está apuntando con una potente linterna.

Una de las técnicas en las que se está trabajando consiste en tratar de anular la luz que llega de la estrella (el equivalente a tapar con el dedo la luz de la linterna que nos deslumbra), para así poder ver sus compañeros. Sin embargo, no necesitamos que haya un planeta en la foto para deducir que una estrella no está sola en sus paseos galácticos. Existen métodos indirectos que ayudan a saber qué estrellas están acompañadas, e incluso a conocer superficialmente cómo son sus acompañantes. Dos de esos métodos son los de "velocidades radiales" y "tránsitos".

Hasta este momento, el método de las velocidades radiales ha permitido descubrir la mayoría de exoplanetas. Para entenderlo, imaginemos un lanzador de martillo dando vueltas para coger impulso en el lanzamiento. A grandes velocidades, es probable que no seamos capaces de distinguir el martillo, pero sabemos que el lanzador está moviendo algo con un peso considerable, pues le vemos balanceándose a medida que coge impulso. Un martillo pesado hará que se balancee más y un lanzador delgado tendrá que moverse más para conseguir que el martillo dé vueltas. Si suponemos que el lanzador es esférico tenemos el símil perfecto para entender este método. Gracias a un efecto conocido como Doppler (el que hace que la sirena de las ambulancias suene más grave al alejarse), se puede medir cuánto se aleja y acerca a nosotros el lanzador esférico mientras da sus vueltas. A partir de esto podemos deducir cuán pesado es el martillo que intenta lanzar.

De esta forma, en 1995 se descubrió el primer planeta dando vueltas a una estrella parecida a nuestro Sol llamada 51 Pegasi. Al muy descarado se le vio demasiado cerca de su estrella, mucho más que Mercurio del Sol. Y eso que es mayorcito, puesto que pesa como poco la mitad de Júpiter. Tal falta de vergüenza por su parte hizo que los científicos se preguntasen por su formación. Se pensó que si su formación fuera buena, un planeta del tamaño de Júpiter mantendría las distancias con su estrella. Con el paso del tiempo, se han encontrado más planetas con un comportamiento parecido, e incluso se les ha llegado a llamar, de forma un tanto despectiva, Júpiteres calientes.

El otro método es el de los tránsitos. Supongamos que el lanzador esférico tiene luz propia. Sentémonos en lo alto de las gradas del estadio; de esta forma lo veremos casi como un punto luminoso. Según el ángulo con el cual el lanzador dé vueltas a su martillo, puede ocurrir que este objeto pase por delante de él, haciendo que su brillo disminuya durante un lapso de tiempo en cada vuelta. Cuanto más grande sea el martillo, mayor será la disminución de brillo y más fácil que la notemos.

Hace algo más de cuatro años, se observó una estrella que se sabía que estaba acompañada por uno de estos “Júpiteres calientes”. Cuando el planeta pasaba por delante de “su” estrella, el brillo de ésta que nos llegaba menguaba unas tres horas cada tres días y medio. Gracias a este “despiste” del planeta, pudimos saber no sólo su masa, sino también su tamaño, e incluso se pudo encontrar sodio en su atmósfera. Se comprobó que, a causa de su cercanía a la estrella, las capas más altas del planeta se evaporaban al igual que las colas de los cometas al acercarse al Sol. Este elemento, conocido vulgarmente como HD209458b, es hasta la fecha el exoplaneta mejor estudiado y conocido.

Desde entonces, y gracias a la ventaja que supone que los planetas pasen por delante de su estrella, varios grupos de investigadores han intentado encontrar planetas por el método de los tránsitos y confirmar después su existencia mediante las velocidades radiales. Así, desde hace más o menos un año, se han descubierto otros tres planetas que producen tránsitos. Sin embargo, estos planetas se encuentran muy lejos, lo que hace que los conozcamos con menos detalle que al amigo HD209458b.

Volvamos una vez más al ejemplo del lanzador para intentar describir en qué consiste una búsqueda de este tipo. Quedémonos sentados en esa parte alta de las gradas donde el lanzador esférico es, para nosotros, un punto. Ahora llenemos el estadio con varias decenas de miles de personas también esféricas y luminosas. La mayoría de ellas son normalitas, pero con tanta gente tenemos una buena representación de la sociedad a la vista.

Hay gente nerviosa, que no para de temblar, a distintos ritmos e incluso a varios ritmos simultáneamente. Son estrellas variables que permiten estudiar su interior gracias a la frecuencia de sus pulsaciones, y de las cuales intentamos comprender a qué se debe esa pulsación. También hay personas mayores, que en el momento de agotar su vida laboral y conseguir la ansiada jubilación, se inflan orgullosas y adquieren un color rojizo característico. Son las estrellas gigantes rojas, que en la mayor parte de los casos también vibran, pero con mucha más tranquilidad. Hay parejas que no dejan de girar sobre sí mismas, eclipsándose constantemente. Cuando son de tamaños muy distintos, tienen un efecto muy parecido al del martillo pasando frente al lanzador. Son estrellas eclipsantes.

El modo de encontrar al lanzador entre toda esta jauría consiste en mirar el brillo de cada uno de los individuos, para poder luego buscar variaciones con la misma forma que produciría una martillo pasando por delante de él. Todo esto se hace, por supuesto, con la inmensa ayuda de los ordenadores. Y, en nuestro caso, con una red de tres telescopios ubicados respectivamente en Arizona, California y Canarias. Estos telescopios, de pequeño tamaño (unos 10 cm de diámetro), funcionan de forma más o menos automática todas las noches, observando siempre la misma parte de ese estadio repleto de gente que es nuestro cielo nocturno. Cada dos o tres meses decidimos apuntar a otra parte del estadio y, tras el análisis de los datos, elaboramos una lista de sospechosos de ser lanzadores de martillo. Con esta lista, utilizamos el método de las velocidades radiales para estudiar el movimiento de los sospechosos e identificar a los muchos impostores que producen señales parecidas a las de un planeta. La lista se reduce y los pocos que quedan se observan con grandes telescopios para determinar su masa y radio con mayor precisión.

Nuestra primera criatura, TrES-1, es un planeta 1,08 veces más grande que Júpiter y que pesa tres cuartas partes lo que éste. Da vueltas en torno a su estrella, situada a unos 500 años luz de nosotros, a una distancia unas diez veces menor que la de Mercurio al Sol. A esta distancia intimidatoria, cada 3,03 días el planeta completa una vuelta entera alrededor de la estrella. En comparación con los otros tres planetas descubiertos con este método hasta la fecha, TrES-1 está unas diez veces más cerca de nosotros, lo que facilita que pueda llegar a ser otro gran conocido, como HD209458b.

Por si a alguien le queda la duda, TrES es el acrónimo del inglés Transatlantic Exoplanet Survey (búsqueda de exoplanetas transatlántica). Y “1” porque es el primer planeta que se encuentra con esta red.

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El autor

Roi Alonso Sobrino es Doctor en Astrofísica e investigador en el Observatorio Astronómico de la Universidad de Ginebra.

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