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Muchos mundos como la Tierra se pasan por alto en sistemas binarios

publicado a la‎(s)‎ 4 jul 2021 4:00 por Javier

Algunas búsquedas de exoplanetas podrían estar dejando pasar inadvertidos casi la mitad de los planetas del tamaño de la Tierra alrededor de otras estrellas.

Estos nuevos hallazgos de un equipo que utiliza el Observatorio internacional Gemini y el Telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak sugieren que mundos del tamaño de la Tierra podrían estar al acecho sin ser descubiertos en sistemas estelares binarios, ocultos en el resplandor de sus estrellas madres. Como aproximadamente la mitad de todas las estrellas están en sistemas binarios, esto significa que los astrónomos podrían estar perdiendo muchos mundos del tamaño de la Tierra.

Los planetas del tamaño de la Tierra pueden ser mucho más comunes de lo que se pensaba. Los astrónomos que trabajan en el Centro de Investigación Ames de la NASA han utilizado los telescopios gemelos del Observatorio internacional Gemini, un programa del NOIRLab del NSF (National Science Foundation), para determinar que muchas estrellas que albergan planetas identificadas por la misión de búsqueda de exoplanetas TESS de la NASA son en realidad pares de estrellas, conocidas como estrellas binarias, donde los planetas orbitan alrededor de una de las estrellas del par.

Después de examinar estas estrellas binarias, el equipo ha concluido que los planetas del tamaño de la Tierra en muchos sistemas de dos estrellas podrían pasar desapercibidos por búsquedas de tránsito como la de TESS, que buscan cambios en la luz de una estrella cuando un planeta pasa frente a ella. La luz de la segunda estrella hace que sea más difícil detectar los cambios en la luz de la estrella anfitriona cuando el planeta transita. Los resultados se publican en arXiv.

El equipo comenzó tratando de determinar si algunas de las estrellas anfitrionas de exoplanetas identificadas con TESS eran en realidad estrellas binarias desconocidas. Los pares físicos de estrellas que están muy juntas pueden confundirse con estrellas individuales a menos que se observen a una resolución extremadamente alta. Así que el equipo recurrió a ambos telescopios Gemini para inspeccionar una muestra de estrellas anfitrionas de exoplanetas con minucioso detalle. Usando una técnica llamada imágenes de puntos, los astrónomos se dispusieron a ver si podían detectar compañeros estelares no descubiertos.

Usando los instrumentos 'Alopeke y Zorro en los telescopios Gemini Norte y Sur en Chile y Hawai, respectivamente, el equipo observó cientos de estrellas cercanas que TESS había identificado como posibles huéspedes de exoplanetas. Descubrieron que 73 de estas estrellas son en realidad sistemas estelares binarios que habían aparecido como puntos únicos de luz hasta que se observaron a mayor resolución con Géminis.

"Con los telescopios de 8,1 metros del Observatorio Gemini, obtuvimos imágenes de muy alta resolución de estrellas anfitrionas de exoplanetas y detectamos compañeros estelares en separaciones muy pequeñas", dijo Katie Lester del Centro de Investigación Ames de la NASA, quien dirigió este trabajo.

El equipo de Lester también estudió 18 estrellas binarias adicionales que se encontraron anteriormente entre los huéspedes de exoplanetas TESS utilizando el exoplaneta NN-EXPLORE y el generador de imágenes de moteado estelar (NESSI) en el telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, también un programa del NOIRLab de NSF.

Después de identificar las estrellas binarias, el equipo comparó los tamaños de los planetas detectados en los sistemas estelares binarios con los de los sistemas de una sola estrella. Se dieron cuenta de que la nave espacial TESS encontró exoplanetas grandes y pequeños orbitando estrellas individuales, pero solo grandes planetas en sistemas binarios.

Estos resultados implican que una población de planetas del tamaño de la Tierra podría estar al acecho en sistemas binarios y pasar desapercibida utilizando el método de tránsito empleado por TESS y muchos otros telescopios cazadores de planetas. Algunos científicos habían sospechado que en las búsquedas de tránsito podrían faltar planetas pequeños en sistemas binarios, pero el nuevo estudio proporciona apoyo observacional para respaldarlo y muestra qué tamaños de exoplanetas se ven afectados.

"Hemos demostrado que es más difícil encontrar planetas del tamaño de la Tierra en sistemas binarios porque los planetas pequeños se pierden en el resplandor de sus dos estrellas madre", afirmó Lester. "Sus tránsitos son 'rellenados' por la luz de la estrella compañera", agregó Steve Howell del Centro de Investigación Ames de la NASA, quien lidera el esfuerzo de obtención de imágenes de motas y participó en esta investigación.

"Dado que aproximadamente el 50% de las estrellas están en sistemas binarios, podríamos estar perdiendo el descubrimiento y la oportunidad de estudiar muchos planetas similares a la Tierra", concluyó Lester.

La posibilidad de que falten estos mundos significa que los astrónomos necesitarán utilizar una variedad de técnicas de observación antes de concluir que un sistema estelar binario dado no tiene planetas similares a la Tierra. "Los astrónomos necesitan saber si una estrella es única o binaria antes de afirmar que no existen planetas pequeños en ese sistema", explicó Lester. "Si es único, entonces se podría decir que no existen planetas pequeños. Pero si el anfitrión está en un binario, no sabría si un planeta pequeño está oculto por la estrella compañera o no existe en absoluto. Necesitaría más observaciones con una técnica diferente para averiguarlo".

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