NEID es un espectrógrafo de velocidad radial de alta precisión que está diseñado para medir el bamboleo extremadamente diminuto de las estrellas cercanas, utilizando el efecto de la velocidad radial. Este efecto resulta de la fuerza gravitacional mutua entre un planeta y su estrella anfitriona, por el cual la posición de la estrella se desplaza levemente a medida que el planeta órbita alrededor suyo. Con esta poderosa capacidad, una de las principales metas científicas de NEID consiste en confirmar candidatos a exoplanetas de otras misiones de exploración.
NEID es financiado por el Programa de Exploración de Exoplanetas de NASA/NSF (NN-EXPLORE) y está montado en el Telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO) de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, un Programa de NOIRLab de NSF.
Una de las misiones que NEID está apoyando es la de la nave espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA). Gracias a su monitoreo preciso de los movimientos y posiciones de las estrellas en la galaxia, Gaia está revolucionando nuestra comprensión de diversas áreas de la astrofísica. Con su precisión extrema, se espera que Gaia sea capaz de detectar miles de exoplanetas alrededor de estrellas cercanas.
A diferencia del método de velocidad radial utilizado por NEID, Gaia utiliza otra técnica para detectar el movimiento de una estrella, conocida como astrometría . Esta técnica consiste en medir el movimiento de una estrella cuando es arrastrada por la gravedad de un planeta que la orbita, observando cómo se mueve la estrella en comparación con el fondo o con las estrellas cercanas.
Recientemente, como parte de la última publicación de datos de Gaia, se publicó una lista de estrellas que parecen moverse como si fueran atraídas por un exoplaneta. Se trata de la lista de “Objetos Astrométricos de Interés” (Gaia-ASOIs por sus siglas en inglés). Al respecto, el profesor asistente de la Universidad de Amsterdam y autor principal del artículo científico de esta investigación, Gudmundur Stefansson, explicó que “sin embargo, el movimiento de estas estrellas no se debe necesariamente a un planeta. En su lugar, la ‘estrella’ podría ser un par de estrellas que están demasiado cerca la una de la otra para que Gaia las reconozca como objetos separados. Los pequeños cambios de posición que podrían atribuirse a un planeta, en realidad podrían ser el resultado de la cancelación casi perfecta de los mayores cambios de posición de dos estrellas”.
Para descartar estas estrellas binarias y descubrir los verdaderos planetas, es necesario realizar observaciones de seguimiento con espectroscopía. Para ello, el equipo utiliza observaciones de NEID y de otros dos espectrógrafos: El Buscador de Planetas en Zonas Habitables (HPF por sus siglas en inglés), ubicado en el Telescopio de 10 metros Hobby Eberly del Observatorio McDonald, en Texas; y el Espectrógrafo FIES, ubicado en el Telescopio Óptico Nórdico de 2,6 metros, en La Palma, en las Islas Canarias.
Con estos poderosos instrumentos el equipo realizó observaciones de seguimiento de 28 sistemas estelares con planetas candidatos identificados por Gaia. Como resultado encontraron que de los 28 sistemas candidatos, 21 eran falsos positivos y en realidad eran sistemas estelares binarios —es decir, dos estrellas que orbitan un centro de masa común. El equipo también confirmó que uno de los sistemas es una estrella que alberga una enana marrón [1] —un objeto con una masa intermedia entre los planetas y las estrellas—, pero uno se trataba de una estrella albergando un planeta gigante.
El exoplaneta recién descubierto, llamado Gaia-4b, tiene un período orbital de 570 días, una masa de 12 Júpiter y orbita una estrella con una masa correspondiente al 64% de la masa del Sol. Gaia-4b no solo es el primer planeta detectado por Gaia usando la técnica astrométrica, cuya solución orbital está plenamente confirmada de forma independiente, sino que también es uno de los planetas más masivos que se conocen orbitando a una estrella de baja masa.
“Es un momento emocionante tanto para NEID como para Gaia,” expresó Jayadev Rajagopal, científico de NOIRLab de NSF y co-autor del artículo científico: “Gaia está cumpliendo con creces su promesa de detectar compañeros de baja masa en las estrellas con una astrometría muy precisa, y NEID está demostrando que su precisión a largo plazo de la velocidad radial es capaz de detectar planetas de baja masa alrededor de esas estrellas. Con más planetas candidatos por ser descubiertos a medida que se analiza el último año de datos, este trabajo es un presagio del futuro en el que los descubrimientos de planetas y enanas café tendrán que ser confirmados o rechazados por los datos proporcionados por NEID”.
Además de la detección de Gaia-4b y Gaia-5b, los autores proporcionaron una primera aproximación a la “tasa de falsos positivos” del catálogo de Exoplanetas Astrométricos de Gaia, que se encuentra en el rango del 30 a 80 por ciento de la muestra. Esto subraya la importancia de las observaciones terrestres como las que puede realizar NEID para confirmar candidatos planetarios en la era de detección de planetas de Gaia.
Más Información
Esta investigación se presentó en un artículo de investigación titulado “Gaia-4b and 5b: Radial Velocity Confirmation of Gaia Astrometric Orbital Solutions Reveal a Massive Planet and a Brown Dwarf Orbiting Low-mass Stars” publicado en la revista The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-3881/ada9e1
El equipo científico estaba compuesto por Gudmundur Stefansson (University of Amsterdam), Suvrath Mahadevan (The Pennsylvania State University), Joshua Winn (Princeton University), Marcus Marcussen (Aarhus University), Shubham Kanodia (Carnegie Institution for Science), Simon Albrecht (Aarhus University), Evan Fitzmaurice (The Pennsylvania State University, Institute for Computational and Data Sciences Scholar), Onė Mikulskitye (University of Amsterdam), Caleb Cañas (NASA Postdoctoral Fellow, NASA Goddard Space Flight Center), Juan Ignacio Espinoza-Retamal (Pontificia Universidad Católica de Chile, Millennium Institute for Astrophysics, University of Amsterdam), Yiri Zwart (University of Amsterdam), Daniel Krolikowski (Steward Observatory, The University of Arizona), Andrew Hotnisky (The Pennsylvania State University), Paul Robertson (The University of California), Jaime A. Alvarado-Montes (Macquarie University), Chad Bender (Steward Observatory, The University of Arizona), Cullen Blake (University of Pennsylvania), Joe Callingham (Leiden University, Netherlands Institute for Radio Astronomy), William Cochran (The University of Texas at Austin), Megan Delamer (The Pennsylvania State University), Scott Diddams (University of Colorado), Jiayin Dong (Flatiron Institute, University of Illinois at Urbana-Champaign), Rachel Fernandes (The Pennsylvania State University), Mark Giovanazzi (Amherst College), Samuel Halverson (California Institute of Technology), Jessica Libby-Roberts (The Pennsylvania State University), Sarah E. Logsdon (NSF NOIRLab), Michael McElwain (NASA Goddard Space Flight Center), Joe Ninan (Tata Institute of Fundamental Research), Jayadev Rajagopal (NSF NOIRLab), Varghese Reji (Tata Institute of Fundamental Research), Arpita Roy (Schmidt Sciences), Christian Schwab (Macquarie University), and Jason Wright (The Pennsylvania State University).
El Telescopio de 3,5 metros WIYN es una asociación entre la Universidad de Indiana, la Universidad de Wisconsin–Madison, la universidad Estatal de Pennsylvania, Universidad de Princeton, Universidad Purdue (hasta 2025), NOIRLab de NSF, y NASA.
NOIRLab de NSF, el centro de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina, y KASI-República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak de NSF (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo de NSF (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC), y el Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE (en cooperación con el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del DOE). Es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona.
La comunidad científica está honrada por tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en I’oligam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea en Hawaiʻi, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón, en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y el valor que I’oligam Du’ag tiene para la Nación Tohono O’odham, y el que Maunakea tiene para la comunidad Kanaka Maoli (hawaianos nativos).
Este comunicado de prensa fue traducido por Carolina Godoy y Manuel Paredes
Enlaces
- Lee el artículo científico: Gaia-4b and 5b: Radial Velocity Confirmation of Gaia Astrometric Orbital Solutions Reveal a Massive Planet and a Brown Dwarf Orbiting Low-mass Stars
- Comunicado de prensa de ESA
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