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Datos del artículo científico del que hablaremos en este astrobito:
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En 2018 se anunció el descubrimiento de un exoplaneta en 40 Eridani A (HD 26965), estrella relativamente famosa por ser (entre otras cosas) la natal del señor Spock, oficial científico de la USS Enterprise en Star Trek. El artículo científico original dedujo la existencia de este “exoplaneta” (llamado HD 26965 A b) al observar un periodo de 42 días que atribuyeron a la órbita de una supertierra en el sistema. Sin embargo, un estudio más reciente afirma que dicho exoplaneta (el hipotético Vulcano) no existe, siendo aquella señal un falso positivo debido a la actividad de la estrella. Vayamos por partes para desglosar toda esta información.
¡Capitán Kirk, detecto un exoplaneta!
El “exoplaneta” en cuestión fue descubierto por el método de velocidad radial. La velocidad radial de una estrella es su velocidad en nuestra línea de visión. Si no hay movimiento en nuestra dirección, su velocidad radial es cero, mientras que si se aleja o acerca es distinta de cero (positiva y negativa, respectivamente). En este contexto, las curvas de velocidad radial son gráficas representando la velocidad radial respecto al tiempo.
La presencia de un exoplaneta puede causar un movimiento de “bamboleo” en la estrella progenitora (Figura 1), lo que cambia su velocidad radial haciendo que la observemos “alejarse” (velocidad radial positiva) y “acercarse” (velocidad radial negativa) periódicamente. Por lo tanto, la detección de variaciones periódicas en la curva de velocidad radial de una estrella puede ser indicativo de la presencia de un exoplaneta que la orbita.
Aunque el método de velocidad radial ha permitido descubrir alrededor del 20% de los exoplanetas que conocemos a día de hoy, pero tiene un problema: puede dar falsos positivos por la actividad de la estrella progenitora.
La actividad estelar puede confundir nuestros sensores, señor Spock
Las curvas de velocidad radial de una estrella se elaboran a partir de su espectro, gráfico que representa la descomposición de su luz en sus distintos colores o longitudes de onda. Así, dependiendo de la composición de la estrella, la intensidad de su luz es mayor o menor en ciertas longitudes de onda, dando lugar a líneas espectrales. Estas líneas tienen ubicaciones concretas en el espectro, pero el “bamboleo” de la estrella debido a la presencia de un exoplaneta las desplaza (Figura 1): cuando la estrella se “acerca” están más hacia el azul (velocidad radial negativa), y cuando se “aleja”, más hacia el rojo (velocidad radial positiva). Esto es lo que se conoce como efecto Doppler.
Pero aquí viene el problema: las líneas espectrales pueden verse afectadas por factores que nada tienen que ver con los exoplanetas, sino con la actividad de la propia estrella. Por ejemplo, la convección de su interior o existencia de manchas estelares y zonas brillantes en la superficie. Y dado que las estrellas rotan sobre sí mismas, estas alteraciones aparecen y desaparecen periódicamente, afectando por tanto a las curvas de velocidad radial.
Scotty, denos más resolución
El problema es que las resoluciones que alcanzaban la mayoría de instrumentos hasta ahora no llegaban a medir desplazamientos (velocidades) menores de metros por segundo. Y a estas escalas era muy difícil distinguir los efectos de la actividad estelar en las curvas de velocidad radial. Sin embargo, las nuevas generaciones de instrumentos están logrando llegar a medir velocidades de apenas centímetros por segundo. En el artículo que resumimos hoy se han analizado curvas de velocidad radial obtenidas con el moderno espectrógrafo NEID (Observatorio Nacional de Kitt Peak, EEUU), que proporciona datos mucho más claros y frecuentes que los anteriores.
En concreto, el equipo firmante estudia varias líneas espectrales que se consideran indicadores de la actividad estelar (H-alfa, líneas de Ca II H y K, triplete del calcio en infrarrojo…). Para cada línea, construyen su curva de velocidad radial y la comparan con la que se obtendría al estudiar la estrella globalmente. De acuerdo con sus resultados (figura 2), ¡el periodo de 42 días desaparece según qué indicador se estudie! Esto implica que no puede existir una supertierra en órbita con dicho periodo, ya que si así fuese, su señal se mantendría como dominante en la curva de velocidad radial, independientemente de la línea espectral estudiada. Encuentran el mismo resultado cuando corrigen la curva de velocidades usando un modelo que predice cuál sería el efecto esperado por la actividad estelar.
El equipo firmante del estudio, gracias a la calidad de los datos obtenidos, desarrolla correcciones a la curva de velocidad radial en base a los indicadores de actividad estelar que midieron. Esto podría aplicarse a otras estrellas, no sólo para verificar si los periodos atribuidos a exoplanetas son en realidad debidos a actividad estelar, sino incluso para estudiar dicha actividad. Así que, aunque sea una pena tener que anunciar el falso positivo del exoplaneta “Vulcano”, al menos disponemos de una nueva metodología para el estudio de la actividad estelar.
Uhura, mantenga las comunicaciones abiertas
Hay que decir que artículos anteriores ya apuntaban a la posibilidad de que el exoplaneta fuese un falso positivo. Incluso el artículo original que anunciaba su descubrimiento no descartó la posibilidad. Sin embargo, ha sido necesario un nuevo instrumento, más datos, nuevos análisis y la colaboración de más personas para dar con las conclusiones del artículo de hoy. De hecho, las técnicas desarrolladas en este trabajo pueden ser utilizadas para analizar datos de otras estrellas e incluso nuestro Sol. Una prueba más de lo importante que es mantener el espíritu de colaboración con toda la comunidad astronómica, que continúa su misión de exploración de mundos desconocidos y descubrimiento de nuevas… bueno, ya saben cómo sigue. Así que como decía el señor Spock: ¡larga vida y prosperidad!
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