Astrónomos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) y el Observatorio del Vaticano (VO) se unieron para estudiar espectroscópicamente más de 1000 estrellas brillantes que podrían albergar exoplanetas.
El equipo presenta valores precisos de 54 parámetros espectroscópicos por estrella en el primero de una serie de artículos en la revista Astronomy & Astrophysics y dio a conocer todos sus datos a la comunidad científica. Esta gran cantidad de parámetros sin precedentes será esencial para interpretar la luz estelar y encontrar conexiones entre las propiedades de las estrellas y sus planetas posiblemente aún desconocidos.
Las estrellas cuentan historias sobre sí mismas y, a veces, sobre sus planetas no descubiertos. Su lenguaje es ligero; revela muchas propiedades físicas de una estrella, incluida su temperatura, presión, movimiento y composición química. Los investigadores analizan la luz con un método llamado espectroscopia de absorción cuantitativa.
Los telescopios capturan la luz de las estrellas y los espectrógrafos la descomponen por longitud de onda en un espectro similar al arco iris, que es la huella digital de la luz de la estrella. Cuando los astrónomos conocen estos parámetros con precisión, pueden usarlos para probar sus modelos teóricos de estrellas. Esto a menudo revela que los modelos tienen algunas deficiencias o que las observaciones de los espectros estelares aún son demasiado imprecisas.
Pero a veces, revela que una estrella tiene una historia sorprendente para los astrónomos. Eso es lo que motivó a este equipo a realizar un estudio ultrapreciso de posibles estrellas que albergan planetas.
“Debido a que las estrellas y sus planetas se forman juntos, surgió la pregunta de si la existencia de ciertos elementos químicos en una atmósfera estelar, o sus proporciones isotópicas o de abundancia, es indicativo de un sistema planetario”, explica el profesor Klaus G. Strassmeier, autor principal. director de AIP e investigador principal de la encuesta.
Los astrónomos han planteado la hipótesis de que las cantidades de diferentes elementos químicos dentro de una estrella podrían indicar que la estrella tiene planetas terrestres (mundos rocosos como la Tierra o Marte), podrían sugerir edades para esos planetas e incluso podrían proporcionar pistas de que la estrella ha “comido” algunos de sus planetas. Esto necesitará más investigación, y los datos ahora publicados sientan las bases para tales estudios.
De los más de 5.000 exoplanetas confirmados (planetas que orbitan alrededor de otras estrellas además del Sol), el 75% se descubrieron desde el espacio al observar que la luz de una estrella se reduce debido a que un planeta transita frente a ella. La misión Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA descubrió exoplanetas de esta manera.
Produjo más exoplanetas al observar aquellas partes del cielo más alejadas de la eclíptica (el plano en el que la Tierra orbita alrededor del Sol), llamados polos de la eclíptica. Los observatorios en el hemisferio norte pueden observar el Polo Eclíptico Norte, y esta encuesta de posibles estrellas anfitrionas de planetas dentro de esta región se denomina encuesta Polo Eclíptico Norte de Vaticano-Potsdam (VPNEP).
La encuesta se concentró en el campo de observación más rico de TESS, un área del cielo de aproximadamente 4.000 veces el tamaño de la luna llena. Se investigaron las aproximadamente 1.100 estrellas potencialmente anfitrionas de planetas en este campo. Se requirió hasta 1,5 horas de tiempo de telescopio para reunir suficiente luz de una estrella para hacer un solo espectro de alta calidad. Con varias visitas por estrella, tomó cinco años obtener los datos de la encuesta.
La encuesta hizo uso de telescopios en dos sitios: en Arizona, el telescopio Alice P. Lennon de VO y Thomas. El Centro de Astrofísica J. Bannan (Telescopio de Tecnología Avanzada del Vaticano o VATT) alimentó con luz el Instrumento Espectroscópico y Polarimétrico Echelle de Potsdam (PEPSI) y tomó espectros de estrellas enanas con una precisión sin precedentes. En Tenerife, el Observatorio STELLA (STELLar Activity) de la AIP utilizó el espectrógrafo STELLA Echelle para capturar la luz de estrellas gigantes con una precisión menor, pero aún así alta.
La Dra. Martina Baratella, una de las investigadoras posdoctorales de AIP que participó en la encuesta, comenta: “Los espectros revelaron elementos que se encuentran entre los más difíciles de observar”. Las proporciones de abundancia como el carbono y el hierro o el magnesio y el oxígeno apuntan hacia la existencia y la edad de planetas rocosos que de otro modo no se verían. El Prof. Strassmeier agrega: “Si bien llevará tiempo analizar completamente los datos de la encuesta, esperamos anunciar pronto descubrimientos posteriores”.
Con información de Astronomy and Astrophysics
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La mayor parte de los exoplanetas de la vía láctea podría componerse principalmente de helio