Utilizando observaciones y datos de archivo de varios de los observatorios NOIRLab de NSF, junto con observaciones de telescopios de todo el mundo y en órbita, los astrónomos han descubierto al menos 70 nuevos planetas que flotan libremente (planetas que deambulan por el espacio sin una estrella madre) en una región cercana. de la Vía Láctea. Esta es la muestra más grande de tales planetas encontrada en un solo grupo y casi duplica el número conocido en todo el cielo.
Los investigadores han descubierto un grupo de planetas que flotan libremente (planetas que no orbitan una estrella) en una región cercana de la Vía Láctea conocida como la asociación estelar Upper Scorpius OB. Al menos 70, y hasta 170 de estos planetas del tamaño de Júpiter se han encontrado examinando datos de más de 20 años de observaciones. Los primeros planetas que flotan libremente se descubrieron en la década de 1990, pero los últimos hallazgos casi han duplicado el número total conocido.
Para encontrar estos planetas, la primera autora del estudio, Núria Miret-Roig del Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, en la Universidad de Burdeos en Francia, con un equipo de astrónomos, utilizó observaciones y datos de archivo de varios grandes observatorios, incluyendo instalaciones del NOIRLab de NSF, los telescopios del Observatorio Europeo Austral, el Telescopio Canadá-Francia-Hawai y el Telescopio Subaru, que suman 80.000 imágenes de campo amplio durante 20 años de observaciones.
Hervé Bouy, astrónomo del Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux y líder del proyecto de la investigación, dice que el descubrimiento de tantos planetas que flotan libremente no habría sido factible sin el acceso al Astro Data Archive y al Astro Data Lab Science Platform de NOIRLab. operado en el Centro Comunitario de Ciencia y Datos (CSDC).
Los datos incluyen 247 imágenes del generador de imágenes infrarrojas de campo extremadamente amplio NEWFIRM en el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO) en Arizona, 1348 imágenes del mismo instrumento NEWFIRM después de que fue reubicado en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile, 2214 imágenes del Imager de puerto lateral infrarrojo que anteriormente operaba en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en CTIO, y 3744 imágenes de la Dark Energy Camera.
“El tesoro escondido disponible en el Archivo de Datos Astro de NOIRLab ha sido fundamental para este estudio”, dice Bouy. “Necesitábamos imágenes de campo amplio y muy profundas, tanto en el infrarrojo cercano como en el óptico, que abarcaran una línea de base de largo tiempo. Por eso, la Dark Energy Camera y NEWFIRM resultaron muy atractivas para nuestro proyecto porque se encuentran entre las cámaras de campo amplio más sensibles de el mundo.”
Una de las cámaras CCD de campo amplio y de mayor rendimiento del mundo, la Dark Energy Camera fue diseñada para la Dark Energy Survey financiada por el Departamento de Energía (DOE). Fue construido y probado en el Fermilab del DOE, y fue operado por el DOE y la National Science Foundation (NSF) entre 2013 y 2019. En la actualidad, la Dark Energy Camera se usa para programas que cubren una amplia gama de ciencia. El análisis de los datos de la Dark Energy Survey cuenta con el apoyo del DOE y la NSF.
“Este proyecto ilustra la increíble importancia de brindar acceso a datos de archivo de diferentes telescopios, no solo en los EE. UU., Sino en todo el mundo”, dice Chris Davis, oficial de programa de la National Science Foundation para NOIRLab de NSF. “Esto es algo que NOIRLab y específicamente el CSDC han estado trabajando arduamente para habilitar durante varios años, y continúa haciéndolo con el apoyo de NSF”.
Los planetas que flotan libremente se encuentran en la asociación Upper Scorpius OB, que está a 420 años luz de distancia de la Tierra. Esta región contiene varias de las nebulosas más famosas, incluida la nube Rho Ophiuchi, la Nebulosa Pipe, Barnard 68 y Coalsack.
Los planetas que flotan libremente se han descubierto principalmente a través de estudios de microlentes, en los que los astrónomos observan una breve alineación casual entre un exoplaneta y una estrella de fondo. Sin embargo, los eventos de microlente solo ocurren una vez, lo que significa que las observaciones de seguimiento son imposibles.
Estos nuevos planetas se descubrieron utilizando un método diferente. Estos planetas, que acechan lejos de cualquier estrella que los ilumine, normalmente serían imposibles de visualizar. Sin embargo, Miret-Roig y su equipo aprovecharon el hecho de que, en los pocos millones de años posteriores a su formación, estos planetas todavía están lo suficientemente calientes como para brillar, lo que los hace directamente detectables por cámaras sensibles en grandes telescopios. El equipo de Miret-Roig utilizó las 80.000 observaciones para medir la luz de todos los miembros de la asociación en una amplia gama de longitudes de onda ópticas e infrarrojas cercanas y las combinó con mediciones de cómo parecen moverse por el cielo.
“Medimos los pequeños movimientos, los colores y la luminosidad de decenas de millones de fuentes en una gran área del cielo”, explica Miret-Roig. “Estas medidas nos permitieron identificar de forma segura los objetos más débiles en esta región”.
El descubrimiento también arroja luz sobre el origen de los planetas que flotan libremente. Algunos científicos creen que estos planetas pueden formarse a partir del colapso de una nube de gas que es demasiado pequeña para conducir a la formación de una estrella, o que podrían haber sido expulsados de su sistema original. Pero aún se desconoce cuál es el mecanismo real.
El modelo de eyección sugiere que podría haber un número aún mayor de planetas flotantes del tamaño de la Tierra. “Los planetas de masa de Júpiter que flotan libremente son los más difíciles de expulsar, lo que significa que podría haber incluso más planetas de masa de la Tierra que flotan libremente vagando por la galaxia”, dice Miret-Roig.
Se espera que el Observatorio Vera C. Rubin pueda encontrar muchos más planetas flotantes cuando comience las operaciones científicas esta década.
