Kepler-37b: un planeta disfrazado de luna

El 20 de Febrero de este año 2013 la prestigiosa revista Nature publicó el descubrimiento del primer planeta con un tamaño inferior al de nuestro vecino Mercurio. Para que nos hagamos una idea, Mercurio es, aproximadamente, 3 veces más pequeño que la Tierra. ¿Os imagináis el reto tecnológico que esto ha supuesto? Puesto que los interesados en el tema ya conocen la noticia, en este pequeño post quiero explicar un poco el proceso que nos lleva a descubrir y confirmar estos pequeñísimos objetos alrededor de estrellas que se encuentran a años-luz de distancia.

Ilustración artística de la apariencia del planeta Kepler 37b. El planeta es algo mayor que la Luna y menor que Mercurio. Su año consta de 13 días y tiene una temperatura superficial de unos 400 ºC. Crédito: AFP PHOTO / NASA / Ames / JPL-Caltech

Todo comienza con los datos que la sonda espacial Kepler nos manda desde el espacio. Este telescopio observa continuamente una pequeña región del cielo, midiendo con muchísima preción la luz que nos llega de cada estrella de esa región. Para los astrónomos aficionados, esa parcela del cielo que monitoriza Kepler se encuentra al norte de una de las alas de la constelación del Cisne, sólo visible en el hemisferio norte entre los meses de Mayo-Septiembre. La precisión del telescopio espacial Kepler es tal que puede detectar disminuciones en el brillo de una estrella del orden de 10 partes por millón. Es decir, sería capaz de detectar, a una distancia de 30 kilómetros, una mosca pasando por delante de una de las ventanas del emblemático edificio Empire State.

Sin embargo, la confirmación de que esa disminución de brillo es realmente producida por un planeta requiere la determinación de su masa, puesto que existen diferentes configuraciones estelares que pueden mimetizar la señal producida por dicho planeta (ver Figura 2). Y la masa sólo se puede determinar, principalmente, por 2 técnicas: el método de velocidad radial y las medidas astrométricas (pequeñas variaciones de la posición de la estrella en el plano del cielo). Ambos métodos miden el bamboleo de una estrella debido a la atracción gravitatoria que el planeta ejerce sobre ella. Es por ello que, cuanto más pequeño (en realidad, menos masivo) es el planeta, más difícil es detectarlo y, por tanto, poder confirmarlo.

Posibles configuraciones estelares que pueden mimetizar la señal producida por un tránsito planetario.

Así pues, la confirmación de un planeta del tamaño entre nuestra Luna y Mercurio se hacía prácticamente imposible por cualquiera de estos dos métodos ya que ese bamboleo que el planeta provoca sobre su estrella es imperceptible con la instrumentación que tenemos ahora. Para que nos hagamos una idea, tendríamos que poder detectar a distancias de cientos de años-luz (1 año-luz ≈ 9.500.000.000.000 km, unos nueve billones y medio de kilómetros), que la estrella se mueve a una velocidad de pocos centímetros por segundo (nuestra velocidad al andar es de unos 200 centímetros por sgundo). Y esto es, de momento, imposible de detectar; aunque los instrumentos actuales ya están alcanzando las decenas de cm/s.

Era pues evidente que no se podría medir la masa de este objeto y, por tanto, confirmar su naturaleza planetaria (al menos no por ahora). Lo que hizo el equipo del investigador Thomas Barclay de la NASA fue rechazar todos los posibles escenarios en los que cualquier configuración estelar pudiera mimetizar esa disminución en la luz que nos llega de la estrella Kepler-37. La conclusión fue que, con un 99% de seguridad, este tránsito era debido al paso de un planeta algo más grande que nuestra Luna. Para ello se emplearon telescopios espaciales que hacen imagen de muy alta resolución, entre los que se encuentra el telescopio de 2.2 metros del Oservatorio Hispano-Alemán de Calar Alto en Almería (España). Las observaciones desde España las realizamos yo (Jorge Lillo-Box) y mi director de tesis David Barrado con un instrumento llamado AstraLux. La resolución de este telescopio es unas 200 veces mejor que la del telescopio espacial Kepler, obteniendo imágenes desde tierra de calidad similar a las del Hubble (como vimos en este post). Este tipo de observaciones sirvieron para alimentar un software llamado BLENDER que realiza los cálculos de probabilidad mencionados anteriormente.

Así pues, queda patente la necesidad de telescopios terrestres que apoyen las observaciones desde el espacio (además de producir ciencia puntera como es, por ejemplo, el caso del Observatorio de Calar Alto). El ejemplo del proceso de confirmación de Kepler-37b saca a relucir el método científico en todo su esplendor suponiendo un reto para el conocimiento y la tecnología actuales.

jlillo

Lecturas recomendadas sobre el tema:

http://www.madrimasd.org/informacionIdi/analisis/analisis/analisis.asp?id=56145