Artículo en el que se basa este astrobito: A Terrestrial-mass Rogue Planet Candidate Detected in the Shortest-timescale Microlensing Event
Autoría: Przemek Mróz, Radosław Poleski, Andrew Gould, Andrzej Udalski, Takahiro Sumi et al.
Institución del primer autor: Division of Physics, Mathematics, and Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA.
Estado de la publicación: publicado en “The Astrophysical Journal Letters”, vol. 903, L11.
Exoplanetas y dónde encontrarlos
En los últimos años, el campo de estudio de los exoplanetas (planetas que se encuentran fuera de nuestro Sistema Solar como se muestra en la Figura 1), ha experimentado un crecimiento increíble. Desde la detección del primer exoplaneta en 1995, la cantidad de exoplanetas detectados asciende ya a más de 4000. Hemos sido capaces de detectar ya una gran cantidad de ellos, y con características muy variadas: planetas rocosos, gaseosos, pequeños, grandes… Pero todos ellos comparten una característica común, se encuentran orbitando una estrella.
Sin embargo, las teorías de formación planetaria desarrolladas hasta ahora predicen que algunos planeas de pequeña masa o subtierras (entre 0.3 y 1 masa terrestre) pueden ser expulsados o eyectados del sistema planetario en las primeras etapas de su formación, de modo que debería existir planetas “huérfanos” de estrellas. Sin embargo, al no encontrarse cerca de una estrella, estos planetas no afectan al brillo o posición de la estrella central, haciendo extremadamente complicada su detección.
Figura 1: Imagen del exoplaneta 2M1207b orbitando la enana marrón 2M1207. Se trata de la primera imagen directa de un exoplaneta y el primero descubierto orbitando una enana marrón. Crédito: ESO.
¿Cómo observarmos planetas sin estrellas?
Detectar planetas que no se encuentran orbitando una estrella entraña una dificultad añadida. Sin embargo, el equipo responsable de este estudio se ha servido del efecto de lente gravitatoria para poder descubrir este exoplaneta errante. Este efecto consiste en que cuando la luz de un objeto lejano, en su camino hacia nosotros, pasa por un objeto masivo, la gravedad de este objeto curva y amplifica la luz del objeto lejano (Figura 2, panel izquierdo). Esto causa que la imagen que vemos del objeto lejano no sea puntual, sino que forme imágenes múltiples, anillos o arcos (Figura 2, panel derecho). Cuando la masa que produce el efecto lente es relativamente pequeña, el efecto se conoce como microlente gravitatoria.
Figura 2: Explicación del efecto de lente gravitatoria. Panel izquierdo: Representación de la curvatura de la luz por el efecto de lente gravitatoria (Crédito: ESA). Panel derecho: Imagen de anillo, conocida como anillo de Einstein, producida por el efecto lente (Crédito: ESA/Hubble, NASA).
Este efecto se ha utilizado ya en la detección de unos 100 exoplanetas, aunque generalmente aprovechan la masa combinada del planeta y la estrella a la que orbitan, para producir el efecto lente. Hasta ahora, únicamente se habían conseguido descubrir con esta técnica unos pocos planetas sin una estrella asociada, y todos ellos con masas relativamente altas. El equipo investigador que llevó a cabo este estudio ha conseguido descubrir el primer exoplaneta de baja masa (aproximadamente 0.3 veces la masa de la Tierra), ¡con el efecto microlente más corto jamás observado!
Exoplaneta OGLE-2016-BLG-1928
Este evento de microlente, capturado por los telescopios de lente gravitatoria Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) y Korea Microlensing Telescope Network (KMTN), duró solamente 41.5 minutos, siendo el más corto detectado hasta la fecha. Durante este evento, una estrella de nuestra galaxia cuya emisión es relativamente estable, sufría un incremento aparente de flujo durante este tiempo (Figura 3) causado por el paso de un misterioso cuerpo por delante de ella. Gracias a las características del efecto de microlente, de la estrella, y a datos proporcionados por el satélite Gaia, las personas responsables de este estudio concluyen que el escenario más probable es que el causante del efecto de microlente es efectivamente un exoplaneta libre de pequeña masa, descartando otros escenarios como llamaradas provenientes de la estrella.
Figura 3: Curva de luz (evolución del flujo con respecto al tiempo) de la estrella observada bajo el efecto de microlente. El panel superior representa la curva de luz histórica, mientras que el panel inferior se centra en el intervalo temporal en el que este efecto fue observado. Los marcadores de diferentes colores representan datos provenientes de los diferentes telescopios, como se muestra en la leyenda (Crédito: Figura 1 de artículo original).
Sin duda, las propiedades de este evento han llevado al límite la detección de efectos de microlente. Además, proporciona una de las primeras pistas para observar planetas libres, que no se encuentran orbitando ninguna estrella, y que pueden ayudarnos a comprender los procesos de formación planetaria, y de cómo estos planetas son expulsados de sus sistemas originales.
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