Investigador de la UCSC participó en estudio sobre los tránsitos de un Júpiter extrasolar

Un estudio que aporta datos respecto del conocimiento que se tiene de la curva de fase de los exoplanetas es en el que participó el investigador de la Facultad de Ingeniería de la UCSC, Dr. Nicola Astudillo, como uno de los autores del artículo “Optical phase curve of the ultra-hot Jupiter WASP-121b”.

Según explicó el astrofísico, por su tamaño y cercanía a su estrella, WASP-121b es un planeta extrasolar, es decir orbita una estrella distinta al Sol, del tipo Júpiter caliente (lo primero debido a su tamaño similar a Júpiter, y lo segundo por la cercanía a su estrella), que tiene la particularidad de que produce tránsitos, es decir, que periódicamente pasa entre la Tierra y la estrella de lo alberga. “Cada vez que ocurre un tránsito hay una disminución en la luz que recibimos de la estrella, lo que permitió detectar el planeta en 2016. En este estudio investigamos la curva de fase del planeta extrasolar WASP-121b gracias al monitoreo prolongado (27 días) y altísima precisión del observatorio espacial TESS”, detalló el investigador.

La curva de fase consiste en detectar la parte iluminada (día) y la parte oscura (noche) del planeta, que se aprecia en la medida en que este cuerpo celeste va dando vuelta a su estrella, que, por ejemplo, en el caso de la Luna es lo que permite ver sus distintas fases. Al estudiar la curva de fase, se puede, además, conocer las temperaturas del planeta, tanto de día como de noche, y así saber si tiene o no atmósfera, tal como en la Tierra.

Respecto de los principales resultados de la investigación, el Dr. Nicola Astudillo explicó que “una vez detectada y modelada la curva de fase, el resultado que se obtiene es la temperatura de la parte del exoplaneta que está de día o de noche. En este caso, es de unos 2600 y menos de 1900 grados Celsius, respectivamente. También obtuvimos información sobre la parte más caliente del planeta, que, en este caso, es en la posición del cielo (del exoplaneta) donde está su estrella. De esta manera, los datos obtenidos indican que la atmósfera del planeta no es muy eficaz en redistribuir el calor. Por último, gracias a estos resultados podemos estimar, aunque con poca precisión, qué compuestos están en la atmósfera del planeta. Se infiere que podría ser óxido de vanadio, óxido de titanio o hidruro de hierro”.

Relevancia

Un exoplaneta que orbita su estrella en un plano que se acerca a la línea de la Tierra presenta fases. De esta manera, es posible detectar la parte del exoplaneta que recibe luz y la que no, o hemisferios que están de día o noche. Esto no se había logrado para este planeta, hecho que motivó a esta investigación.

Así lo afirmó el Dr. Nicola Astudillo, quien indicó que fueron dos los aspectos que se consideraron en el estudio, “el primero es el conocimiento previo que teníamos del sistema planetario en el que se ubica el cuerpo celeste WASP-121b, y del instrumento, que fue el observatorio espacial TESS (Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito, NASA), por lo que realizamos un pre-procesamiento de datos para minimizar efectos no deseados. Otro aspecto fundamental es qué modelo utilizar para describir la variación en la luz de la estrella que recibimos, ya que no sólo debía incluir tránsitos, sino que también la curva de fase que queríamos analizar. Además, fue esencial considerar la cantidad de luz de la estrella que es capaz de reflejar el planeta”.

Los resultados obtenidos resultan relevantes, al considerar que, debido a la precisión necesaria, son escasos los sistemas planetarios donde se ha podido detectar una curva de fase. “Es por ello que el haberlo hecho es muy relevante. Por ahora somos capaces de hacerlo para planetas ultra calientes, pero a medida que refinamos la técnica y precisión instrumental seremos capaces de realizar estos estudios en planetas que orbitan más lejos de sus estrellas”, sostuvo el investigador de la UCSC.

La imagen superior (NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter) corresponde a una ilustración que muestra la parte iluminada y la parte de noche del planeta, es decir, su curva de fase.