Título original: “Detecting Multi-planetary Systems with Gravitational Microlensing and the Roman Space Telescope”.
Autoras/es: Hossein Fatheddin & Sedighe Sajadian.
Institución del primer autor: Department of Physics, Isfahan University of Technology, Isfahan, Irán.
Estado del artículo: Acceso abierto en arXiv.
Pareciera ser que el caso del Sol y su Sistema Solar no sea tan especial en la Vía Láctea (VL). Tanto así, que es muy probable que casi todas las estrellas de nuestra Galaxia tengan sistemas planetarios con más de un planeta. (En este astrobito puedes leer más al respecto).
El primer exoplaneta orbitando alrededor de una estrella de Secuencia Principal fue descubierto el 6 de Octubre de 1995. De tamaño similar a los planetas gaseosos, alrededor de la estrella 51 Pegasi a casi 51 años-luz, 51 Pegasi b o Dimidio (ver Figura 1) es unas 150 veces más masivo que la Tierra, y fue descubierto gracias al método de Velocidades Radiales. Desde ahí el estudio y descubrimiento de exoplanetas sólo ha ido en aumento, con más de 5000 exoplanetas confirmados hasta la fecha.
Figura 1: Ilustración de 51 Pegasi b y su estrella (Crédito: FactSite).
La mayoría de los exoplanetas son detectados indirectamente: gracias a la medición del efecto Doppler de la variabilidad en la velocidad radial de la estrella causado por el o los planetas; a través de tránsitos, donde los exoplanetas afectan el brillo que detectamos de la estrella; o gracias a los microlentes, donde una estrella que tiene planetas alrededor actúa como lente, aumentado el brillo de estrellas de fondo. El primer evento de microlente fue observado en 1993, lo que ha permitido la detección de algunos de los objetos más oscuros del Universo.
En los últimos años, las misiones espaciales Kepler y K2, por el método de tránsitos, han demostrado que es muy común que una estrella albergue múltiples planetas. Sin embargo, hasta ahora, de las 3950 estrellas que sabemos que tienen exoplanetas, sólo en 860 de ellas se han detectado sistemas planetarios múltiples. Por otro lado, la mayoría de los exoplanetas descubiertos gracias a los microlentes han correspondido a sistemas binarios. En este caso, una estrella y su planeta actúan como lente y modifican el brillo o la curva de luz de alguna estrella de fondo.
El método se basa en la existencia de un planeta en el sistema que actúa como lente, pero en realidad podría ser común que las estrellas tengan más de un planeta. El problema es que al incorporar más planetas, las ecuaciones para modelar los eventos de microlentes se complican (ver Figura 2), hay pocos modelos rápidos y precisos, y también hay pocos datos observacionales. Es por esto que los eventos de microlentes triples (una estrella y dos planetas, o dos estrellas y un planeta) no se han detectado tanto como los de sistemas binarios.
Figura 2: Parámetros de un sistema de lentes triple. Cambiar cualquiera de estos parámetros hace que los lentes triples sean más complicados que los binarios. El sistema de coordenadas se centra en la estrella (m1), mientras que los planetas son m2 y m3 (Crédito: Figura 1 del artículo).
La primera observación de un evento de microlente triple fue recién en 2006, con un gigante gaseoso orbitando alrededor de una estrella binaria. Mientras que 2 años más tarde se detectó el primer evento de microlente triple con una estrella y dos planetas.
El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman (Figura 3), cuyo lanzamiento se espera para 2027, va a detectar un número de exoplanetas sin precedentes a través del monitoreo de las curvas de luz de una gran muestra de estrellas hacia el centro de nuestra Galaxia. Se espera que gracias a los microlentes, este telescopio espacial descubra exoplanetas que se encuentran a 1 unidad astronómica (UA) de su estrella o incluso más lejos. Además, gracias a este telescopio se podrían detectar exoplanetas habitables y “exolunas” alrededor de planetas.
Figura 3: Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, anteriormente conocido como WFIRST. Será lanzado al espacio en 2027. (Crédito: NASA)
En el artículo, los autores analizan y modelan la configuración de un lente triple (una estrella y dos planetas) en un evento de microlente. Señalan que es muy probable que se detecten sistemas planetarios múltiples, siempre y cuando los exoplanetas tengan las características adecuadas, ya que diferentes parámetros pueden afectar los mapas de aumento por microlentes y modificar las curvas de luz observadas. Finalmente, la probabilidad de detección es altamente dependiente de la configuración de los sistemas, es decir, de la separación entre los exoplanetas y sus estrellas, o también de la proporción entre las masas de las estrellas y los exoplanetas. Los autores además destacan que el análisis que realizan puede ser extendidos a sistemas donde haya más de 2 planetas.
Hasta ahora, nuestros métodos están sesgados a encontrar planetas masivos y cerca de sus estrellas. Y no es que no existan planetas de baja masa o más lejos de sus estrellas, es sólo que aun no los hemos encontrado, pero nos estamos acercando.
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