Planeta orbitando una estrella distante. Crédito: NASA

Worlds Around Other Stars

From the moment I picked up my first astronomy book and discovered that the stars were like our sun, only very far away, it seemed obvious to me that planets around other stars must be commonplace, many of them surely harboring life. There were so many stars in the sky, it was hardly likely that our situation was unique. Yet in those days, not a single example of an extrasolar planet had been found, so it was still a matter of speculation.

In an episode of the Cosmos TV series, Carl Sagan informs a group of school children that within their lifetimes we should be able to figure out whether planets exist around nearby stars.

“That will happen in your lifetime,” he predicted. “And it will be the first time in the history of the world that anybody found out, really, if there are planets around the other stars.”

Over six thousand such exoplanets have since been discovered, of the several tens of billions that are believed to exist in the Milky Way galaxy. There are numerous techniques for detecting exoplanets, but the one illustrated above involves measuring how the brightness of a star drops as the planet moves in front of it – an event known as a “transit.” If an exoplanet’s orbital plane is somewhat aligned with our line of sight to the star, then we should see the star’s light grow slightly dimmer at the beginning of the transit, brightening up again when the transit is complete.  Exoplanet Watch is a citizen science project open to anyone who would like to participate. By taking part in the program, you can help fine tune the available data on exoplanet transit times allowing scientists to make more efficient use of space-based telescopes such as Kepler and TESS.

Para los astrónomos terrestres, el proceso se denomina fotometría diferencial. Esto se debe a que medimos la luz de la estrella objetivo y la comparamos con datos de otras estrellas de referencia en la misma zona del cielo. Dado que el tránsito de un exoplaneta afecta únicamente a la luz de la estrella objetivo, podemos descartar cualquier dato en el que también observemos un oscurecimiento de las estrellas de comparación, ya que probablemente se deba al ruido atmosférico.



  • Aquí hay un ejemplo de una curva de luz de tránsito tomada desde nuestro observatorio. Hasta ahora, he usado una cámara a color con solo un filtro IR/UV delante. Mi proceso es básicamente el siguiente:

    ★ Captura una serie de exposiciones de 30 segundos durante la noche. Asegúrate de que la estrella objetivo sea visible desde tu ubicación durante todo el tránsito. Usa el buscador de tránsitos de la NASA para calcular la hora de inicio y fin, y añade un par de horas de margen a cada lado de esa ventana de tiempo para mayor seguridad.

    ★ Luego calibro mis imágenes y las convierto de color a escala de grises.

    ★ Resolver sus imágenes es importante, lo que significa que todos los archivos de datos deben contener coordenadas exactas, para que todas sus exposiciones puedan alinearse correctamente.

  • ★ Luego tomo nota de las coordenadas de mi estrella objetivo y de comparación, e ingreso esta información en el software de fotometría de la NASA, EXOTIC.
    ★ Finalmente, ejecuto el proceso EXOTIC, que puede tardar varias horas en generar una curva de luz y el archivo de datos asociado. Con suerte, obtengo una buena curva de luz que indica la presencia de un exoplaneta en tránsito.

  • Esta es una imagen de K2-18, una estrella enana roja que, según descubrió la nave espacial Kepler, tiene al menos dos planetas girando a su alrededor.

     


  • Uno de estos planetas, K2-18b, merece especial atención, ya que fue el primer exoplaneta hallado en la zona habitable de su estrella, una zona donde las condiciones son favorables para la vida. Más específicamente, la zona habitable se refiere a un área alrededor de una estrella donde cabría esperar que la superficie planetaria contuviera agua líquida, considerada esencial para la evolución de las formas de vida.

    No se puede ver el planeta en sí, solo su estrella anfitriona, visible justo debajo de la gran estrella en el centro de la imagen. La he etiquetado, pero necesitarán ampliarla para verla. El planeta es más grande que la Tierra y se encuentra a 124 años luz de nosotros. De hecho, los fotones de luz que entraron en mi telescopio e impactaron en mi sensor para crear esta imagen emprendieron su viaje justo cuando se inauguraba la Feria Mundial de 1901 en Nueva York.

What's Next?

For future exoplanet observations, I’ll be switching to a mono camera with filters appropriate to the target. With any luck, that should help to reduce the noise and get a clearer signal from some of the fainter targets out there. Just as Sagan predicted the discovery of exoplanets, I would say that within the lifetime of anyone born after 2010, there is good chance that they will see the first direct imaging of an Earth-type planet around another star, along with a clear indication of extraterrestrial life. As a planetary inhabitant myself, I find that prospect very exciting!