¿Cómo detectar un exoplaneta?

Los primeros exoplanetas se descubrieron relativamente hace poco tiempo, menos de veinte años, esto se debió a varios factores, entre ellos la sensibilidad de los instrumentos de los que disponían los científicos hace varios años, observar algo que se halla a años-luz de nosotros no es algo sencillo, lo más fácil es tomar un instrumento óptico, apuntarlo hacia alguna estrella y esperar ver un planeta, pero gracias a las astronómicas distancias que nos separan, la separación angular entre una estrella y un planeta es muy poca, por lo que misma luminiscencia de la estrella nos impide verlo, así que tenemos que usar formas indirectas para detectar estos escurridizos planetas, hoy hablaré de los dos métodos más usados.

Velocidad radial o espectroscopía Doppler

En cualquier sistema con dos o más cuerpos, estos giran alrededor de un centro de masa, pasa lo mismo con  un planeta y una estrella, girarán en torno a su centro de masa, que estará un poco distanciado del centro de la estrella, bueno, resulta que hay una ley física llamada la ley de conservación de la cantidad de movimiento que nos dice que en un sistema de dos cuerpos, el producto de su velocidad por su masa de ambos cuerpos deberá permanecer constante, y SEGURO recordarán a Kepler, famoso por sus tres leyes sobre movimiento de los planetas, pero la que quiero que recuerden hoy es su segunda ley, la que dice:

"el radio vector que une a un planeta y al sol barre áreas iguales en tiempo iguales"

Segunda ley de Kepler

Como la órbita de los planetas es ligeramente excéntrica, su distancia al sol no es la misma alrededor de ella, cuando un planeta se acerca a la estrella (perihelio), viaja un poco más rápido que cuando esta lejos (afelio) y un poco lento cuando esta más lejos de su estrella, ahora, retomemos un poco la ley de conservación de la cantidad de movimiento, si la masa del planeta y la de la estrella no cambian y la velocidad del planeta cambia a traves de su órbita, entonces lo único que nos queda es que la velocidad de la estrella alrededor del centro de masa debe cambiar, muy poco, pero lo suficiente para ser medidos por los instrumentos de los que disponemos, con estos datos podemos determinar si hay un planeta girando en torno a una estrella, el problema es que el planeta debe tener una masa considerable para generar efectos apreciables, este método generalmente se usa para saber la masa del planeta.

Velocidad radial versus tiempo

Tránsito o curvas de luz

Tránsito con imágenes sobrepuestas del mismo planeta

En este otro método, se observa durante algún tiempo a la estrella de la que se desea saber si tiene o no planetas con la esperanza de que ocurra un tránsito, i.e. que un planeta se interponga entre nosotros y la estrella, disminuyendo su brillo. El inconveniente de este método es que la órbita del planeta debe estar en nuestra dirección, aparte el planeta debe ser lo suficientemente grande como para generar una "sombra", aparte la recolección de datos es muy lenta, no es de extrañar que los planetas descubiertos por este método sean grandes y aparte estén muy cercanos a su estrella (órbitas cortas).

Caída en la luminosidad de una estrella, tiempo versus brillo

 Este último punto me lleva al siguiente post, el tránsito de Venus.

Imágenes: Wikipedia