Microlente gravitacional

Enviado por Lizeth Tovar

En la cacería de planetas de hoy en día, parece haber una candente pregunta que casi todos los nuevos artículos publicados mencionan: ¿De dónde vienen estos planetas?

Cuando los astrónomos descubrieron los primeros planetas extrasolares, rápidamente se volvió obvio que las teorías de formación basadas en nuestro propio sistema solar son sólo una parte de la historia. Las teorías no predecían la gran cantidad de Júpiter calientes que los astrónomos encuentran en casi todas partes. Los astrónomos se replantearon sus teorías, desechando la formación por colapsos rápidos e individuales y de acreción más gradual de los discos de gas, y preocupándose más de los efectos de la migración. Es probable que todos estos efectos tengan lugar en alguna medida, pero descubrir hasta qué punto es ahora el gran desafío para los astrónomos. 

Lo que dificulta sus esfuerzos es que con la técnica de oscilación gravitacional se ha descubierto mayoritariamente planetas de alta masa y de órbitas pequeñas. La adición de Kepler al arsenal de cazadores de planetas ha removido parte de esta tendencia, hallando fácilmente planetas de masa mucho menor, pero continúa encontrado más planetas en órbitas cortas, donde es más probable que transiten. Sin embargo, la adición de otra técnica, la de microlente gravitacional, promete encontrar planetas de hasta 10 veces la masa de la Tierra y mucho más lejos de sus estrellas madres. Usando esta técnica, un equipo de astrónomos ha anunciado la detección de un planeta rocoso justo en ese rango.

Según la Enciclopedia de Planetas Extrasolares, los astrónomos han descubierto 13 planetas usando la técnica de microlente gravitacional. Se estima que el exoplaneta recién anunciado, MOA-2009-BLG-266Lb, tiene poco más de 10 veces la masa de la Tierra y orbita a una distancia de 3,2 UA alrededor de una estrella con aproximadamente la mitad de la masa del Sol. 

El nuevo hallazgo es importante debido a que es uno de los primeros planetas en tal rango de masas que se encuentra más allá de la “línea de nieve”, la distancia durante la formación de un sistema planetario más allá de la que se puede formar el hielo a partir de agua, amoníaco y metano. Se espera que esta presencia de granos de hielo asista en la formación de planetas, dado que crea material sólido adicional para formar el núcleo planetario. Más allá de la línea de nieve, los astrónomos esperarían que los planetas se formen más rápidamente ya que, a medida que nos movemos más lejos, más allá de esta línea, las densidades disminuyen. Los modelos han predicho que los planetas que se forman allí deberían alcanzar rápidamente una masa 10 veces la de la Tierra mediante la mayor acumulación del material de los alrededores. Entonces, el planeta en formación puede lentamente capturar envolturas gaseosas. Si acumula este material lo suficientemente rápido, la atmósfera gaseosa puede volverse bastante masiva y colapsar, comenzando una rápida fase de acreción de gas para formar un gigante gaseoso.

El tiempo de estas tres fases, así como su dependencia de distancia, hacen predicciones comprobables que pueden ser contrastadas con las observaciones cuando los astrónomos descubren más planetas en sus alrededores. En particular, esto ha sugerido que deberíamos ver unos pocos gigantes de gas orbitando estrellas de baja masa, dado que se espera que el disco de gas se disipe antes que la atmósfera colapse llevando a la fase de rápida acreción. Esta expectativa se ha apoyado generalmente en el hallazgo de los más de 500 planetas extrasolares confirmados, como también en los más de 1.200 candidatos de Kepler, dando crédito al modelo de colapso de núcleo y acreción lenta. Además, Kepler también ha informado de una gran población de planetas de relativamente baja masa, interiores con respecto de la línea de nieve. Esto también apoya la hipótesis, dada la gran dificultad para formar núcleos sin la presencia de hielo dificultaría la formación de grandes planetas. Sin embargo, otras predicciones, tal como los no esperados planetas masivos en órbitas pequeñas, es todavía contradictorio con la hipótesis y se necesitarán mayores pruebas y descubrimientos adicionales.

Apoyados en esto, varios programas nuevos de observación aparecerán en el futuro cercano. El Experimento de Lente Óptica Gravitacional IV (OGLE-IV) ha entrado recientemente en operación y un nuevo programa del Observatorio Wise en Tel Aviv comenzará sus operaciones de seguimiento de eventos de microlente el próximo año. También se espera la Red Coreana de Microlente (KMT-Net) que operará telescopios en Sudáfrica, Chile y Australia usando telescopios de 1,6 metros, cubriendo 4 grados cuadrados del centro galáctico.