Detectando los primeros planetas extragalácticos

Conocemos miles de planetas extrasolares y todos ellos están en nuestra Galaxia. La mayoría de estos mundos han sido descubiertos por el telescopio espacial Kepler, pero esta maravillosa herramienta solo es capaz de detectar planetas mediante el método del tránsito hasta unos 3.000 años luz de distancia. El otro método popular, el de la velocidad radial, es todavía más limitado ¿Cómo ir más lejos? Gracias al método de la microlente gravitatoria. Esta técnica nos permite ver planetas que se hallan a más de 25.000 años luz, o sea, la distancia al centro galáctico. No está mal, pero seguimos estando dentro de la Vía Láctea.

El cuásar RXJ 1131−1231 distorisonado por efecto de lente gravitatoria de una galaxia más cercana (University of Oklahoma).
El cuásar RXJ 1131−1231 distorisonado por efecto de lente gravitatoria de una galaxia más cercana (University of Oklahoma).

La técnica de la microlente se basa en que el campo gravitatorio de un planeta —u otro cuerpo— aumenta brevemente el brillo de una estrella de fondo de acuerdo con las ecuaciones de la relatividad general de Einstein. Gracias a la microlente ya hemos descubierto alrededor de 70 exoplanetas. La distorsión de microlente gravitatoria no debe confundirse con el efecto de lente gravitatoria a secas que podemos apreciar cuando los grandes cúmulos de galaxias distorsionan la luz de galaxias situadas mucho más lejos. Pero, ¿qué pasa si combinamos ambos métodos? Usando el aumento propiciado por el efecto de lente gravitatoria se pueden ver galaxias tremendamente lejanas. Ahora bien, a pesar del aumento de la lente gravitatoria, estamos muy lejos de ver objetos individuales como estrellas o planetas. ¿No?

En principio sí, pero hay una excepción: los agujeros negros. Estas bestias cósmicas iluminan las galaxias con núcleos activos (AGN), como por ejemplo los cuásares. Por muy gigantesco que sea un agujero negro sigue siendo un objeto minúsculo comparado con una galaxia y mucho más comparado con las distancias que nos separan de un cuásar. Lo interesante es que el cuásar —o sea, el agujero negro activo rodeado de un disco de acreción— también sufre efecto de microlente al atravesar diferentes partes de las galaxias situadas en primer plano que actúan de lente. Es decir, aquí tenemos los dos fenómenos al mismo tiempo, lo que nos facilita el estudio del agujero negro y, en concreto, su disco de acreción. Vale, muy bien, ¿pero qué tiene esto que ver con los planetas?

Pues que del mismo modo que las estrellas de la galaxia que actúa como lente distorsionan la luz del cuásar situado detrás mediante microlente, los planetas situados en la galaxia lente también pueden hacerlo. Por lo tanto, gracias a este método podemos detectar planetas que se hallan en la galaxia lente midiendo las pequeñas variaciones de brillo procedentes del cuásar. Este curioso y original método ha sido propuesto por los investigadores Xinyu Dai y Eduardo Guerras, de la Universidad de Oklahoma. Su artículo ha causado mucho revuelo y confusión en los medios. Primero, porque no, todavía no se ha detectado ningún planeta extragaláctico y segundo, porque hay una pequeña pega respecto al tipo de planetas que podemos descubrir. Efectivamente, este método favorece la detección de planetas errantes —valga la redundancia—, es decir, mundos que están a la deriva en el espacio interestelar y que no orbitan alrededor de una estrella. Vamos, que no estamos hablando de descubrir otras tierras, sino de planetas gélidos que vagan por el medio interestelar.

Dai y Guerras no han detectado ningún planeta en concreto, pero sí que han puesto un límite observacional a los cuerpos errantes que pueden existir en galaxias lejanas y han llegado a la conclusión de que debería haber un mínimo de dos mil planetas vagabundos con una masa comprendida entre la de la Luna y la de Júpiter por cada estrella de la secuencia principal (o bien doscientos planetas con una masa comprendida entre la de Marte y Júpiter). Resultados que coinciden con los cálculos teóricos y que fueron obtenidos mediante observaciones del cuásar RXJ 1131−1231. Este cuásar está situado a 6.000 millones de años luz y su luz ha sido distorsionada por efecto de lente gravitatoria de una galaxia situada más cerca de nosotros, a 3.800 millones de años luz. No obstante, hay que recalcar que este método sirve para descubrir planetas en la galaxia que actúa como lente, no en el cuásar situado a miles de millones de años luz. Y no solo eso, su principal objetivo no es tanto descubrir planetas extragalácticos individuales, que también, sino estimar el tamaño de la población de planetas errantes.

El método de la microlente ya se propuso sin éxito hace casi dos décadas para detectar planetas extragalácticos en galaxias cercanas. En ese caso se quería hacer uso de varias campañas para buscar objetos compactos hechos de materia bariónica en nuestra Galaxia y en sus vecinas. Es decir, enanas marrones y planetas solitarios que contribuirían a la masa oculta de los halos galácticos y que son más conocidos bajo el acrónimo de MACHOs. Hasta el momento, y dejando a un lado un suceso sin confirmar que tuvo lugar en la galaxia de Andrómeda, no se ha descubierto ningún exoplaneta mediante esta técnica. Este nuevo método de Dai y Guerras combina los fenómenos de microlente y lente gravitatorias y, aunque solo descubra mundos congelados, es muy interesante. Principalmente porque desconocemos la cantidad de planetas vagabundos que existen en nuestra propia Galaxia y menos aún los que puede haber en otras. Conocer este número es clave para entender los procesos de formación estelar y planetaria. Y quién sabe, algunos de estos planetas vagabundos podría estar relativamente cerca del Sistema Solar.

Por otro lado, yo no sé tú, pero saber que entra dentro de nuestra capacidad la detección de planetas situados en otras galaxias a millones de años luz, sin importar lo congelados que estén, es simplemente alucinante.

Referencias:


46 Comentarios

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SBSB

Ola, siempre me ha parecido sobrecogedor el tema de los planetas errantes. Solos en la inmensidad del espacio interestelar. Sin un sol al que orbitar, sin rumbo. Seguramente con su estrella madre muerta ya y condenado a vagar indefinidamente hasta caer en el pozo gravitatorio de cualquier estrella que se encuentre en su camino y con posibilidades de chocar contra algún planeta de ese sistema, o precipitarse contra la estrella en cuestión. Todo en medio de un frío cerca del 0 absoluto y en total oscuridad… Ojalá sean detectados para conocer mejor a estos vagabundos que deben tener una interesante historia que contar sobre su misterioso pasado y su incierto futuro…

Angel24MarinAngel24Marin

Un planeta errante pude disponer de lunas calentadas por el efecto de marea como ocurre en las lunas de Júpiter. Así que no serian sistemas totalmente muerto.

U-95U-95

Aunque en una eternidad de tiempo todo es posible, es muy difícil que pasen cerca de una y mucho menos lo que comentas. El espacio es muy, muy, grande.

Por cierto, que me parece que a principios de siglo hubo otro candidato a planeta descubierto así, con lente gravitatoria y me parece que a miles de millones de años luz de aquí. No se sabe gran cosa por ser algo solamente irrepetible.

JuanVJuanV

Hola. Voy a lanzar mi pregunta:

¿Qué requisitos debería tener un hipotético telescopio (ya sea terrestre y/o espacial, en algún punto de Lagrange) para detectar exotierras en la galaxia de Andrómeda en estrellas del tipo K M G.

Saludos

UrdixUrdix

A finales del milenio pasado el hombre puso el pie en la Luna, y a principios de ese mismo milenio el medievo estava de moda.
Solo 100 años antes de llegar a la luna, todavía no se había inventado ni la bombilla.
¿Quien sabe de lo que seremos capaces dentro de un siglo? (si nadie empieza una guerra nuclear, ni el sistema bancario mundial se hunde, ni una llamarada solar destruye toda la tecnología, ni nos asola un virus, ni son cae un meteorito bíblico, ni el ecosistema colapsa súbitamente)

AntonioAntonio

Andrómeda está a 780.000 parsecs. El Hubble tiene una resolución de unos 0,05”. Por tanto, un telescopio de la calidad del Hubble con la misma resolución que la distancia angular de una Tierra 2.0 en Andrómeda tendría un diámetro de 780.000 x 0,05 = 39.000 veces el del Hubble, o unos 100 km. Suponiendo que tuviéramos un coronógrafo de la ostia y un sistema de apuntado de fantasía, necesitaríamos un telescopio de unos cientos de kilómetros de diámetro con la calidad de pulido del Hubble para poder distinguir ese planeta por imagen directa.

No he hecho las cuentas para el método del tránsito, pero también debe de ser un telescopio muy alejado de nuestras posibilidades.

NoelNoel

Y, ya que estamos con lo que PODRÍA ser… ¿un interferómetro óptico de cientos o miles de pequeños telescopios repartidos en un área enorme y perfectamente sincronizados, no haría lo mismo? Porque es mucho más factible (dentro de lo dificilísimo), hacer muchos pequeños y sincronizarlos, que uno de tal inmensidad…

Otra pregunta: la distancia a Andrómeda es de 780.000 pársecs… pero esa distancia, ¿es hasta el borde cercano o hasta su núcleo? Más que nada, porque la propia Andrómeda mide sus buenos 220.000 a.l. de un extremo al otro del Halo Galáctico (unos 150.000 a.l de extremo a extremo de los brazos espirales), y eso son entre 45.800 y 67.000 pársecs de diámetro en los que enfocar el telescopio de marras… un margen de distancia de enfoque, a la escala que hablamos, realmente apabullante.

Salu2

AntonioAntonio

Hola:

Dejé fuera del comentario los interferómetros porque preguntaban por un “telescopio” y no considero un interferómetro propiamente un telescopio.

También dejé fuera usar la lente gravitatoria del Sol, porque entiendo que preguntaban por algo distinto de la técnica usada en el artículo, así que eso para mí excluía las lentes gravitatorias.

Usando alguna de esas dos cosas sería mucho más factible, aunque no sé hasta qué punto, me faltan conocimientos técnicos para eso.

Sobre la distancia, simplemente cogí la que da la wikipedia inglesa. No sé dónde la midieron exactamente.

pochimaxpochimax

Yo creo que el Hubble ya resolvía estrellas brillantes en Andromeda, estrellas separadas unas de otras, así que el Webb seguro podría detectar tránsitos de planetas en nuestra galaxia vecina.

AntonioAntonio

Si el Kepler sólo llega hasta los 3.000 años luz, no creo que el Webb llegue 800 veces más lejos con un área de espejo sólo 35 veces mayor.

pochimaxpochimax

El Hubble resuelve estrellas en Andrómeda. Seguro que un telescopio del tamaño del Webb podría detectar planetas mediante tránsitos.
https://www.nasa.gov/content/goddard...meda-galaxy
El Kepler se diseñó para poder detectar planetas del tamaño de la Tierra, utilizando un gran campo de visión. Si los planetas son más grandes, son más fáciles de detectar. En teoría sería posible, no haría falta ningún bicho inmenso.

PelauPelau

Oh, eso pasa por no visitar la web oficial de Radio Skylab :)

Víctor Manchado en su blog tiene una entrada acerca de esa misma imagen… en hiper super ultra HD (69.536 x 22.230 pixels). En esa entrada verán dos enlaces:

Uno es para descargar la imagen de 4.3 GB (GigaBytes, leyeron bien) en formato PSD (Photoshop Document).

El otro enlace es del sitio (spacetelescope.org) donde esa misma imagen se la puede navegar de modo interactivo, haciendo zoom progresivo selectivamente hasta alcanzar la máxima resolución en la zona deseada.

Enjoy!
http://pirulocosmico.blogspot.com.uy...rellas.html

U-95U-95

Puedo ver desde aqui la flota de naves autorreplicantes y capaces de evolucionar que los aliens de alli estan preparando para invadir nuestra galaxia. Me gustaria saber a que magnitud llega ese mosaico.

U-95U-95

Se pueden resolver las estrellas mas luminosas de esa galaxia incluso con telescopios -grandes- de aficionado.

Me gustaria saber a que magnitud llega el mosaico. Puedo ver en el la flota de naves autorreplicantes y con capacidad de evolucionar y crecer que los aliens de Andromeda estan preparando para invadir nuestra galaxia. Estamos perdidos.

AntonioAntonio

La intensidad de la luz disminuye con el cuadrado de la distancia. Por tanto, un objeto 800 veces más lejano es 640.000 veces más débil. Así que, con una capacidad de captar luz sólo 35 veces mayor, me temo que detectar planetas en Andrómeda está MUY lejos de las posibilidades del Webb.

AntonioAntonio

Si en nuestra galaxia pasa algo parecido (la del estudio es una gigante elíptica) y realmente hay al menos 2.000 planetas errantes por cada estrella… me imagino un futuro no muy lejano en que una población nómada se extiende lentamente hasta Alfa Centauri saltando de planeta errante en planeta errante, aprovechando sus materiales para cultivar, construir y obtener energía de fusión…

AntonioAntonio

Haciendo cuentas y suponiendo que la distancia Sol-Próxima es la distancia media entre las estrellas de nuestro entorno, tenemos que la distancia media entre planetas errantes de al menos tamaño lunar es de unos 4 meses luz o unas 21.000 UA.

NoelNoel

Pero esos 2.000 (hipotéticos) planetas estarían repartidos, no en la línea entre Próxima y Sol, sino en el VOLÚMEN de 4.2 a.l. de diámetro, lo cual los haría terriblemente raros de encotrar… Vamos que si UNO tan sólo estuviese cerca de la línea visual Sol-Próxima, ya nos podríamos dar con un canto en los dientes… Y pedir que, además, hubiese tres o cuatro, en la línea visual, y repartidos medianamente bien, ya sería milagro apoteósico.

Porque ese UNO miserable que apunto, también podría estar, o muy cerca del Sol, o muy cerca de Próxima, por lo cual no nos serviría de nada. Y si está a media distancia (unos 2 a.l.)… pues bueno, casi que es tan difícil llegar a él como a la propia Próxima…

AntonioAntonio

Sí, he obviado cómo encontrarlos y he supuesto que podrían detectarlos de alguna forma. Luego simplemente he dividido la distancia a Próxima por la raíz cúbica de 2.000.

AntonioAntonio

Por otra parte, no hace falta que sigan un camino recto hasta próxima, pueden ir zigzageando. La clave es la distancia de salto, no tanto que avances recto hacia Próxima. Igualmente, los primeros humanos que llegaron a Australia lo hicieron navegando entre isla e isla de la Polinesia, pero eso no significa que tuvieran islas en fila india hasta Australia 😉

RobertoRoberto

Se entiende la idea, pero los primeros humanos llegaron a Australia caminando (Australia estaba conectado con Nueva Guinea) o bien saltando de isla en isla en fila india desde el noroeste, no desde la Polinesia (muy lejos al este). Saludos.

Pedro

Tienes razón, Roberto. A lo mejor Antonio estaba pensando en la colonización de Polinesia, esa sí se hizo de isla en isla 😉

UrdixUrdix

Con la llegada del SLS y del BFR se podrán lanzar cargas mucho más pesadas y de mayor diámetro. Espero que esto signifique lanzar, hacia 2030, un telescopio entre 3 y 5 veces mayor que los que tenemos ahora, y esperemos que para entonces tengan incluso mayor precisión ¿Que seríamos capaces de ver con semejantes instrumentos? ¿Sería posible llegar a tener una observación directa de un exoplaneta? (con un pixel me basta)

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

También se ha propuesto que se puede saber más de la materia oscura que hay entre el cuásar lejano y todo lo que se vayan encontrando esos fotones hasta llegar a nosotros.
¿Y si resulta que entre las cosas que se van encontrando esos fotones se observan las lineas espectrales del hidrógeno y también las del oxígeno, el vapor de agua y el ozono?, ¿seríamos capaces, mediante este mismo método, de detectar signos de vida en otras galaxias?.

ZenerZener

Es una excelente noticia, debe haber una enorme cantidad de esos planetas helados vagando por los halos de las galaxias, en realidad enanas marrones con un pequeño sistema planetario acompañándolas. Combinar los efectos de lente y microlente gravitatoria es una gran idea, podría revelar cual es la carga de planetas errantes en galaxias lejanas.

Pedro

Si alguien me hubiera dicho en mi juventud que llegaría a ver la (posible) detección de planetas en otras galaxias me hubiera reído en su cara. Tiempos interesantes, desde luego.

PelauPelau

Ojo, porque lo que se ha “detectado” es una distribución estadística (ningún cuerpo concreto) totalmente dependiente de un modelo (cuya validez habrá que determinar) que entre otras cosas asume una función inicial de masa de valor universal (y eso no está claro, hay debate acerca de si es universal o varía con la metalicidad, o sea que una galaxia muy lejana y por lo tanto primitiva podría tener un valor diferente).

Esta es una de esas noticias a tomar con pinzas. El paper no es claro porque es muy técnico. La nota de prensa del paper es lisa y llanamente confusa. Tanto así que los tertulianos del último Coffee Break (Francis Villatoro, Marian Martínez, Alberto Aparici, Ángel López Sánchez) no la tuvieron fácil a la hora de intentar interpretar de qué ostras va este paper.

De lo poco que entendí rescato dos cosas:

1) No se ha detectado nada concreto.

2) El cuásar (la fuente de luz) está a unos 6000 millones de años luz (redshift z = 0,658) y la galaxia que ocasiona el lensing (donde están los presuntos planetas “detectados”) está a unos 3800 millones de años luz (redshift z = 0,295).

Saludos.

Daniel Marín

Eso es precisamente lo que explico en la entrada. En cuanto a la distancia, el cuásar está obviamente más lejos que la galaxia lente, no al revés.

PelauPelau

El cuásar está más lejos que la galaxia lente, sí. Lo que no entiendo es cómo hermanar las siguientes dos cosas:

1) “Este cuásar está situado a 3.800 millones de años luz y su luz ha sido distorsionada por efecto de lente gravitatoria de una galaxia situada más cerca de nosotros.”

2) Página 3 del paper
“RXJ 1131−1231 is a quadruple lens systems with source and lens redshifts of z = 0.658 and z = 0.295, respectively”

Es decir, si el punto 1 dijera…

Este cuásar está situado a 6.000 millones de años luz y su luz ha sido distorsionada por efecto de lente gravitatoria de una galaxia situada a 3.800 millones de años luz.

…entonces yo entendería algo. He ahí mi duda. ¿El punto 1 es una errata?

Saludos.

Daniel Marín

No es una errata, son los datos de una de las notas de prensa. Lo que pasa es que el sistema RXJ 1131−1231 se considera un bloque incluyendo a la lente y a la fuente, de ahí la confusión. Culpa mía por no comprobar los datos. Ahora lo cambio.

PelauPelau

Gracias, Daniel, ahora me cierran las cuentas :)

No es culpa tuya. Esta confusión se podría haber ahorrado si los autores del paper hubieran tenido un pelín más de “holgura”. El paper es correcto, en su contexto proporcionar los valores de z (0.658 y 0.295) y la referencia (Sluse et al. 2003) alcanza… pero no les hubiera costado nada, lo que se dice NADA, proporcionar TAMBIÉN las distancias expresadas en parsecs o años luz.

También me parece correcto que los autores del paper no quieran entrar en la arena “No LIGO MACHO” versus “LIGO Lo(g)Normal MACHO”… pero no les hubiera costado nada, lo que se dice NADA, dejar bien clarito que lo “detectado” NO SON necesariamente PLANETAS como sugiere el título del paper, son MACHOs de masa planetaria, que no es exactamente lo mismo…
😉

Daniel Marín

Sí, el paper es confuso en ese punto. Por eso a mí lo que me interesa no son sus resultados, que no dejan de ser una estimación muy abierta, como el potencial de la técnica para detectar planetas a la deriva en un futuro.

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

Pelau, aunque el paper original es muy técnico, yo sí que lo he entendido.
Si tienes dudas, abre un nuevo comentario más abajo (no respondiendo a éste comentario, sino sin responder a nadie) con tus dudas numeradas y te explicaré lo que sepa en la tarde/noche del 11/2.

TxemaryTxemary

En serio, no le podían poner otro acrónimo… MACHOs, ahora busca tú en google, información al respecto ¿sabes?

PabloPablo

Hay un alto grado de payasada en la física, además de los MACHOs, existen los RAMBOs y los WIMPs. Recordemos también el nombre del primer púlsar, LGM (little green men), etc.

Creo que cumplen la función de divertirse un poco y además generar acrónimos fáciles de recordar…

PelauPelau

Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me… IceCube… HOLiCOW… COSMOGRAIL… Big F(¡ejem!)alcon Rocket… es una interminable y simpática lista, sí señor :)

Pedro

Me recuerda también al GRANTECAN (Gran Telescopio de Canarias) que inicialmente se llamaba TOMATE (Telescopio de Óptica Mejorada de Alta Tecnología Español). Es una pésima idea decir que te vas a gastar 100M€ en un tomate… XD

TxemaryTxemary

Jajajajajajajaj no conocía lo del TOMATE, pues no hubiese habido coñas ni nada…

PelauPelau

JAJA, yo tampoco conocía esa. ¡Me imagino la cúpula pintada de rojo! :)

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