Los falsos positivos en la detección de exoplanetas.

Para descubrir exoplanetas, hay que observar detalladamente a la estrella candidata a ser anfitriona de cuerpos menores.
Estas estrellas, muestran evidencias de tener planetas orbitándola de muchas maneras. Una es la disminución de brillo por el tránsito delante de ella por parte de los planetas a su alrededor; y otra, es la variación de su posición debido al bamboleo producido por los cuerpos que la orbitan. Recordemos que las estrellas y sus planetas giran en torno al centro de masas del sistema, el cual cae dentro de la estrella pero no en su centro, y eso hace que su posición presente oscilaciones.
Cuando los exoplanetas son gigantes, no dejan dudas de su presencia. El problema se presenta con los de tipo terrestre o rocosos pequeños. En ese caso, es necesario instrumentos muy sensibles y precisos, capaces de detectar a ese tipo de objetos alrededor de una estrella a través de sus sutiles efectos sobre la estrella.

En el primer caso, las variaciones de luz pueden deberse al tránsito de un planeta o a manchas estelares, manchas obscuras en su fotsósfera, como las manchas solares pero en la estrella.
Si se trata de un planeta cercano a la estrella y por lo tanto de corto o mediano período, eso se refleja en periódicas variaciones y no hay problema en detectar esos objetos. Pero si el cuerpo es pequeño y alejado de la estrella, con un período de cientos de años, habrá que esperar hasta tener acumuladas muchas observaciones de su brillo para ver si hay alguna periodicidad. Mientras, no sabremos si se trata de un exoplaneta de tipo terrestre o una mancha estelar.

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Imagen de Venus transitando delante del Sol y manchas solares (junio 2012). Crédito NASA.

En el segundo caso, las variaciones en la posición de la estrella están acompañadas de cambios en su velocidad radial; en la dirección del observador. Como antes, si el planeta es grande y cercano a la estrella, su corto período es fácil de ver en la periodicidad de las variaciones de la velocidad radial. Pero si es pequeño, producirá variaciones del orden de metros por segundo. Eso se detecta con los instrumentos actuales, pero hay otras causas que pueden provocar falsos positivos. Cualquier evento en la superficie de la estrella que provoque un acercamiento de ella hacia el observador, puede ser un falso positivo.
La superficie de una estrella puede tener ondas de gravedad. Ondas que se propagan por su superficie haciendo que ésta tiemble como una gelatina.
Pueden darse granulaciones en su superficie relacionadas con procesos de convección y transporte de materia y energía desde el interior.
Se pueden dar inhomogeneidades localizadas que ante la rotación estelar produzcan un bamboleo o cabeceo hacia el observador.
Variaciones en su campo magnético que produzcan flujos superficiales pueden provocar variaciones en la velocidad radial.
Todo esto, se refleja en variaciones de la superficie de la estrella en la dirección del observador; y por lo tanto, en variaciones de la velocidad radial. Estas variaciones pueden ser a corto o largo plazo, lo que se puede confundir con la presencia de planetas rocosos a diferentes distancias y períodos.

Como puede verse, la detección de planetas similares al nuestro, o menores, implica la alta sensibilidad de los instrumentos usados y la mayor posibilidad de detectar eventos que se confundan con la existencia de ese tipo de exoplanetas.

Fuentes:

pdp.

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