Se ha agregado otra técnica al conjunto de herramientas de los cazadores de exo-planetas, y no requiere enormes telescopios terrestres u observatorios espaciales. Esta nueva técnica terrestre permitirá el estudio de atmósferas de planetas fuera de nuestro Sistema Solar, acelerando nuestra búsqueda de planetas similares a la Tierra con moléculas relacionadas con la vida.
El 11 de agosto de 2007, Mark Swain, de JPL y su equipo, convirtió la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA, un telescopio de 3 metros en la cumbre de Mauna Kea, Hawai, al caliente planeta Jupiter HD 189733b en la constelación Vulpecula. . Cada 2.2 días, el planeta orbita una estrella de secuencia principal de tipo K ligeramente más fría y más pequeña que nuestro Sol. HD189733b ya había producido avances innovadores en la ciencia de los exoplanetas, incluidas las detecciones de vapor de agua, metano y dióxido de carbono utilizando telescopios espaciales.
Utilizando un nuevo método de calibración para eliminar los errores de observación sistemática causados por la inestabilidad de la atmósfera de la Tierra, obtuvieron una medición que revela detalles de la composición y las condiciones atmosféricas del HD189733b, un logro sin precedentes de un observatorio terrestre.
Detectaron dióxido de carbono y metano en la atmósfera del exo-planeta de HD 189733b con el espectrógrafo SpeX, que divide la luz en sus componentes para revelar las firmas espectrales distintivas de diferentes productos químicos. Su trabajo clave fue el desarrollo del novedoso método de calibración para eliminar los errores de observación sistemática causados por la variabilidad de la atmósfera de la Tierra y la inestabilidad debida al movimiento del sistema del telescopio mientras rastrea su objetivo.
A los investigadores les llevó más de dos años desarrollar su método para poder aplicarlo a observaciones espectroscópicas con el telescopio de 3 metros, lo que permite la identificación de moléculas específicas como el metano y el dióxido de carbono.
"Como consecuencia de este trabajo, ahora tenemos la emocionante posibilidad de que otros telescopios terrestres adecuadamente equipados pero relativamente pequeños puedan ser capaces de caracterizar exoplanetas", dijo John Rayner, científico de soporte de la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA que construyó el espectrógrafo SpeX. "En algunos días ni siquiera podemos ver el Sol con el telescopio, y el hecho de que en otros días ahora podamos obtener un espectro de un exoplaneta a 63 años luz de distancia es sorprendente".
Durante sus observaciones, el equipo encontró una emisión infrarroja brillante inesperada del metano que se destaca en el lado del día de HD198733b. Esto podría indicar algún tipo de actividad en la atmósfera del planeta que podría estar relacionada con el efecto de la radiación ultravioleta de la estrella madre del planeta que golpea la atmósfera superior del planeta, pero se necesita un estudio más detallado.
"Un objetivo inmediato para usar esta técnica es caracterizar más completamente la atmósfera de este y otros exoplanetas, incluida la detección de moléculas orgánicas y posiblemente prebióticas" como las que precedieron a la evolución de la vida en la Tierra, dijo Swain. "Estamos listos para emprender esa tarea". Algunos objetivos iniciales serán las súper-Tierras. Utilizada en sinergia con las observaciones del Hubble de la NASA, Spitzer y el futuro telescopio espacial James Webb, la nueva técnica "nos dará una forma absolutamente brillante de caracterizar las súper-Tierras", dijo Swain.
Su trabajo se informa hoy en la edición del 3 de febrero de 2010 de Naturaleza.
Para obtener excelentes preguntas frecuentes sobre el uso del espectro para estudiar exoplanetas, consulte esta página del Instituto Max Planck de Astronomía.
Fuentes: Instituto Max Planck de Astronomía, STFC
