31 jul. 2013

Chandra observa por primera vez en rayos X un planeta en tránsito.



Por primera vez desde que los exoplanetas, o planetas que orbitan estrellas distintas del Sol, fueron descubiertos hace casi 20 años, observaciones en rayos X han detectado un planeta pasando frente a su estrella madre.

Una alineación ventajosa de un planeta y su estrella madre en el sistema HD 189733, que se encuentra a 63 años-luz de la Tierra, permitió al Observatorio Chandra de Rayos X de la NASA y al Observatorio XMM Newton de la ESA observar una atenuación en la intensidad de los rayos X cuando el planeta transitó la estrella.




“Miles de candidatos a planeta han sido vistos transitar solo en luz óptica”, dijo Katja Poppenhaeger del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts, quien dirigió un nuevo estudio que será publicado en la edición del 10 de agosto de The Astrophysical Journal. “Finalmente, ser capaces de estudiarlo en rayos X es importante porque revela nueva información sobre las propiedades de un exoplaneta”.

El equipo utilizó a Chandra para observar seis tránsitos y datos de la observación de XMM Newton de uno de esos eventos.

El planeta, conocido como HD 189733b, es un Júpiter caliente, lo que quiere decir que es similar en tamaño a Júpiter, pero se encuentra en una órbita muy cercana a su estrella. HD 189733b está más de 30 veces más cerca de su estrella que la Tierra lo está del Sol. Orbita la estrella cada 2,2 días.

HD 189733b es el Júpiter caliente más cercano a la Tierra, lo que lo hace un objetivo excelente para los astrónomos que quieren aprender más acerca de este tipo de exoplaneta y su atmósfera. Anteriormente se ha usado el telescopio Kepler de la NASA para estudiarlo en longitudes de onda ópticas, y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para confirmar que posee color azul como resultado de la dispersión de luz por partículas de silicato en su atmósfera.

El estudio con Chandra y XMM Newton ha revelado pistas sobre el tamaño de la atmósfera del planeta. Los observatorios espaciales vieron que la luz disminuía durante los tránsitos. La disminución de luz en rayos X fue tres veces mayor que la disminución correspondiente en luz óptica.

“Los datos de rayos X sugieren que hay capas extensas de la atmósfera del planeta que son transparentes a la luz óptica, pero opacas para los rayos X”, dijo el coautor Jurgen Schmitt de Hamburger Sternwarte en Hamburgo, Alemania. “Sin embargo, necesitamos más datos para confirmar esta idea”.

Los investigadores también están aprendiendo cómo el planeta y la estrella pueden afectarse mutuamente.

Los astrónomos han sabido durante casi una década que la radiación en ultravioleta y rayos X de la estrella principal en HD 189733 está evaporando la atmósfera de HD 189733b con el paso del tiempo. Los autores estiman que pierde 100 millones a 600 millones de kilogramos por segundo. La atmósfera de HD 189733b parece estar disminuyendo 25% a 65% más rápido de lo que sería si la atmósfera del planeta fuere más pequeña.

“La extensa atmósfera de este planeta lo convierte en un objetivo más grande para la radiación de alta energía de su estrella, así que ocurre más evaporación”, dijo el coautor Scott Wolk, también de CfA.

La estrella principal de HD 189733 también tiene una tenue compañera roja, detectada por primera vez en rayos X con Chandra. Las estrellas se formaron probablemente al mismo tiempo, pero la estrella principal parece ser 3.000 millones a 3.500 millones de años más joven que su compañera porque rota más rápido, presenta altos niveles de actividad magnética y es alrededor de 30 veces más brillante en rayos X que su compañera.

“Esta estrella no representa su edad, y tener un gran planeta como compañero puede ser la explicación”, dijo Poppenhaeger. “Es posible que este Júpiter caliente mantenga la rotación de la estrella y la alta actividad magnética debido a las fuerzas de marea, haciendo que se comporte en algunos sentidos como una estrella mucho más joven”.

 
Rerferecia bibliográfica:
K. Poppenhaeger, J.H.M.M. Schmitt, S.J. Wolk. Transit observations of the Hot Jupiter HD 189733b at X-ray wavelengths. arXiv:1306.2311

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