51 Eridani b, ¿el planeta más pequeño que podemos ver directamente?

Atentos a la siguiente imagen. Por mucho que hayamos visto cosas parecidas, no deja de sorprenderme:

sas
Imagen en infrarrojo de 51 Eridani b (el punto marcado con una ‘b’). La estrella 51 Eridani ha sido ocultada con un coronógrafo para evitar deslumbrar el instrumento. Imagen tomada por la cámara GPI del telescopio Gémini el 18 de diciembre de 2014 (J. Rameau (UdeM) and C. Marois (NRC Herzberg)).

Efectivamente, es un exoplaneta. Además podemos verlo directamente en una imagen, y no como la mayoría de planetas extrasolares que han sido detectados por el método del tránsito o de la velocidad radial. El punto en cuestión es en realidad 51 Eridani b, un planeta gigante situado a 97 años luz del sistema solar que ha sido descubierto mediante la avanzada cámara GPI (Gemini Planet Imager) del telescopio Gémini Sur de 8 metros situado en Chile. Claro que el poder ver un planeta directamente a tanta distancia tiene su truco. Solo se pueden contemplar mundos jóvenes que giren relativamente lejos de su estrella y que además todavía brillen fuertemente en el infrarrojo. Es decir, no son mundos ‘normales’, sino jóvenes planetas en proceso de formación.

Recreación artística de 51 Eridani b (Danielle Futselaar & Franck Marchis, SETI Institute).
Recreación artística de 51 Eri b (Danielle Futselaar y Franck Marchis, SETI Institute).

51 Eridani b orbita su estrella a 1950 millones de kilómetros -o sea, a una distancia ligeramente mayor de la órbita de Saturno con respecto al Sol-, y su temperatura debe estar comprendida entre los 327º C y los 477º C, relativamente fría para un planeta tan joven. Y es que el pequeño 51 Eri b no debe tener más de veinte millones de años (±6 millones de años), un auténtico recién nacido en términos planetarios.

En este sentido, 51 Eridani b ha sido publicitado como el exoplaneta más pequeño que hemos podido ver directamente, pero esto no es cierto, o por lo menos, no necesariamente. Me explico. Determinar la masa de un planeta en formación es muy complicado y los astrónomos estiman que 51 Eri b debe tener entre 2 y 12 masas de Júpiter. Hasta la fecha, los exoplanetas descubiertos por este método tienen todos entre 5 y 13 veces la masa de Júpiter, así que 51 Eri b podría ser el más pequeño de este grupo si su masa estuviera en el límite inferior, pero dado el margen de error de los cálculos lo más probable es que ronde las 7 masas de Júpiter.

La clave para determinar su masa precisa depende del proceso de formación de este planeta. Si 51 Eri b se creó mediante el modelo de ‘inestabilidad de disco’ (disk instability) -esto es, cuando el gas de la nebulosa protoplanetaria se colapsa directamente para dar lugar a un planeta gigante- su masa podría estar en el extremo inferior del rango arriba mencionado. Si, por el contrario, se formó mediante el modelo denominado de ‘acreción de núcleo’ (core accretion) -cuando los planetas se forman a partir de la unión de planetesimales lentamente- su masa sería mayor. La razón de esta diferencia es que el primer modelo favorece un proceso de formación más rápido, por lo que el planeta tiene menos tiempo para enfriarse. Por este motivo, conociendo la edad del planeta y su luminosidad seremos capaces de estimar su masa solamente si sabemos cuál de los dos procesos es el culpable. Las buenas noticias son que los modelos teóricos actuales se inclinan por el modelo de inestabilidad de disco para explicar los planetas gigantes de mayor tamaño. Pero las malas noticias son que la baja luminosidad de 51 Eridani b también está dentro de lo esperado para un planeta que se puede formar según el modelo de acreción de núcleo. Es decir, si 51 Eri b se formó por inestabilidad de disco probablemente sería el exoplanetas menos masivo -que no menos pequeño- que hemos descubierto por visión directa, pero no tenemos ninguna prueba de que este sea el caso.

Posible tamaño de 51 Eri b comparado con Júpiter y la Tierra ().
Posible tamaño de 51 Eri b comparado con Júpiter y la Tierra (Danielle Futselaar y Franck Marchis, SETI Institute).

Por otro lado, el espectro obtenido de 51 Eri b es compatible con la presencia en su atmósfera de vapor de agua y metano, lo que no sería nada especialmente llamativo -ambos compuestos son terriblemente comunes en las atmósferas de los planetas gigantes- si no fuera porque es la primera vez que se detectan indicios de estas sustancias en un exoplaneta que se puede ver directamente (probablemente porque el resto de planetas de este tipo poseen nubes que enmascaran estos compuestos). La presencia de metano y su relativa baja masa hacen de 51 Eri b una especie de gemelo de Júpiter recién nacido. O lo que es lo mismo, estamos ante un fantástico laboratorio para poner a prueba las teorías de formación del sistema solar.

Vídeo sobre el sistema 51 Eridani:

Referencias:

  • http://arxiv.org/pdf/1508.03084.pdf
  • http://www.gemini.edu/node/12403
  • http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/30/


21 Comentarios

  1. Las noticias sobre exoplanetas siempre me seran gratas e interesantes por su novedad y peculiaridad (estas noticias serian imposibles hace mas de 20 años). En una epoca, la nuestra, de “vacas flacas” en cuanto a misiones planetarias realmente interesantes (descontanto el Rover de 2020, la mision Juice y la Europa Clipper) es muy satisfactorio comprobar que en breve se lanzaran al espacio un kit de satelites -observatorios que nos permitiran incrementar el numero de exoplanetas conocidos y saber mas sobre los que ya conocemos. Que extrañas peculiaridades exoplanetarias nos van a mostrar estos satelites que estan por lanzarse?

  2. Muy buen artículo Daniel. (Cómo ya nos tienes acostumbrados).
    Hay una errata en la fecha al pié de la primera foto de 51 Eridani b.

    Un placer leer tus artículos.

  3. Yo creo que en alguno de los planetas de HR8799 también se descubrió agua y metano, aunque quizá no de forma tan clara como en este planeta. En todo caso me parece un gran descubrimiento!

  4. Off topic alguien me podría decir porqué las sondas de la nasa llevan camaras de tan poca resolución como la sonda dawn que creo que son menores de un megapixel cuando incluso en los años en que se han lanzado había teléfonos moviles co mayor resolución . Supongo que será por enviar cámaras que sean fiables o que aguanten temperaturas extremas. Lo queria confirmar.

    1. Mas que por las temperaturas, el problema es la radiación. Ninguna electrónica comercial que salga del campo magnético de la Tierra sobrevivirá mucho tiempo.
      La electrónica a prueba de radiación no es la misma que la electrónica comercial y no ha experimentado la ley de Moore por así decirlo, por eso los instrumentos de las sondas tienen unas prestaciones “borderline”
      Esta pregunta es muy común, y es porque no estamos conscienciados de que el universo es muy radiactivo vayas dónde vayas, que la superfície de la Tierra es una excepción y no la regla 😉
      Saludos

    2. Pues una de las razones es que las sondas se diseñan muchos años antes de ser lanzadas y la tecnología que incluyen es la que está disponible en el momento de su diseño y a eso súmale que hay que montar aparatos que resistan las condiciones a las que van a tener que funcionar en el espacio. Especialmente, aunque no solo, en cuanto a radiación recibida. Tampoco se mandan procesadores a 2GHz en los ordenadores de abordo, por ejemplo. Luego hay cuestiones puramente opticas: de nada te sirve usar un sensor que lueda resolver, por ejemplo, 200 pares de lineas/mm si el grupo optico va a ser capaz de resolver 50 lin/mm y el objeto esta a una distancia tal que solo podemos apreciar 10lin/mm .
      Luego hay que tener en cuenta que la informacion hay que transmitirla desde muuuuy lejos y llega leeeeeentamente, asi que tampoco interesa mandar “informacion sin valor”. En un telescopio de 500€, en la tierra, ya le puedes montar una camara de formato medio con un respaldo de 80 mpx que, apuntando a jupiter desde el centro de Madrid y sin filtros, no vas a obtener mas detalle que con una camara de 10mpx, lo que si vas a tener es un archivo muchísimo mas grande… Imaginate que eso luego lo tienes que enviar a menos velocidad que la que da el telefono movil en gprs…

  5. Alguien sabe cuales son las sondas y cual es la resolución en megapixeles con mayor resolución

    supongo que será el curiosity el primero,y si se hace una estimación en cuantos años tendremos fotos de 10 megapixels??

    1. Uff… pues se que una camara que fue muy avanzada es la de la sonda MRO orbitando marte llamada HIRISE de mas de 40 millones de dolares para su construccion, con una resolucion jamas vista en un orbitador. Luego esta la SDO una sonda enviada a estudiar el sol con un detalle sin precedentes junto con la sonda IRIS con una camara revolucionaria capaz de captar imagenes del sol cada 0,3 segundos. Ademas esta el telescopio espacial Hubble que los instrumentos se han actualizados y son varias veces superior a

  6. Hola a todos.
    Os quería hacer una pregunta en relación a la posibilidad de ver exoplanetas. En alguna parte he leído que “teóricamente” se podrían ver exoplanetas con una resolución lo suficientemente alta como para distinguir mares, continentes, nubes,… y si no recuerdo mal, para eso haría falta poner en órbita varios telescopios sincronizados con láser, y que se basarían en principios de interferometría óptica. No sé muy bien si lo que estoy diciendo es correcto, pero me gustaría saber si eso es, al menos teóricamente, posible, y si existe algún proyecto para llevarlo a cabo.

  7. Hola Dani, se que no viene mucho a cuento pero te tengo que echar la bronca de parte de mi mujer, deja de hacer el blog tan interesante que ya voy el el tercer libro de astronomia que me leo, desde que descubri tu blog, jajaja.
    Ahora en serio muy interesante el articulo y haces una gran labor explicando las cosas de forma tan sencilla e interesante para los que no tenemos ni idea. Un abrazo crack.

  8. Javier; si los presupuestos de las Agencias Espaciales (básicamente NASA y ESA) no hubieran seguido una línea descendente en los últimos años…pues ya estaríamos cerca de lanzar el TPF (Terrestrial Planet Finder) por parte de la NASA, o Darwin por parte de la ESA.
    En su defecto, nos tenemos que “conformar” con TESS (NASA) para el 2017-2018, y PLATO (ESA) para el 2024. Además ya fué lanzada GAIA por la ESA en diciembre del 2013, que podría descubrir hasta 7.000 exoplanetas mediante astrometría. Y no se si en este maremagnum de misiones proyectadas, canceladas y confirmadas podría contar con WFIRST-AFTA, EXO-c o ATLAST de la NASA…pero no se en cual de los tres grupos anteriores incluirlos.
    Y si no me llevan la contraria los “expertos” del foro, que tienen unos conocimientos de astronomía y astronáutica mucho mas vastos que los míos…pues teóricamente se podría intentar lo que dices.
    Pero esto es lo mismo, que cuando intentas explicar a cualquier persona que no sabe nada de historia de la astronáutica…Si llegaron a la Luna…¿Por qué no han vuelto?. Pues últimamente para no cabrearme les contesto: “¿Crees que Ferrari ganaría el campeonato de F-1 si en vez de tener el presupuesto para construir un bólido de carreras, le dieran el presupuesto para construir un Seat Ibiza? Pues lo mismo.
    “Problemillas” tecnológicos aparte, básicamente se reduce a dinero, dinero y dinero.

    1. Muchas gracias Alfonso. Por lo menos no eran imaginaciones mías. Pues nos a va a tocar esperar unos años. Sería increíble poder ver un exoplaneta en el que se puedan distinguir algunas características…

Deja un comentario

Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 17 agosto, 2015
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas