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Primeros resultados científicos de CARMENES

4 Oct. 2017

Este instrumento, en el que el IAC participa en su diseño y construcción, así como en el grupo científico, ha estudiado una muestra de trescientas estrellas en busca de planetas similares a la Tierra, demostrando su perfecto funcionamiento.

CARMENES, un espectrógrafo visible e infrarrojo desarrollado por un consorcio de once instituciones alemanas y españolas y en el que participan hasta ocho investigadores e ingenieros del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), se diseñó para buscar planetas de tipo terrestre en la zona de habitabilidad, o región en torno a una estrella donde las condiciones permiten la existencia de agua líquida. Este instrumento, coliderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), con la participación del Institut de Ciències de l'Espai, (IEEC-CSIC) y del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), obtiene sus primeros resultados gracias al telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto (Almería). En el estudio, publicado hoy en Astronomy & Astrophysics, se analizan siete sistemas planetarios conocidos y prueba el excelente rendimiento de este espectrógrafo.

CARMENES emplea la técnica de velocidad radial, que busca diminutas oscilaciones en el movimiento de las estrellas generadas por la atracción de los planetas que giran a su alrededor. Y lo hace en torno a estrellas enanas rojas (o enanas M), más pequeñas que nuestro sol, que ofrecen las condiciones para la existencia de agua líquida en órbitas cercanas y en las que, a diferencia de las de tipo solar, podemos detectar las oscilaciones producidas por planetas similares al nuestro con la tecnología actual.

Este instrumento ha observado a lo largo de 15 meses siete sistemas planetarios estudiados con HIRES y HARPS, dos instrumentos de vanguardia en la búsqueda de planetas extrasolares. Los datos de CARMENES han permitido afinar nuestro conocimiento sobre estos sistemas, cinco de ellos con un único planeta conocido (GJ 15 A, GJ 176, GJ 436, GJ 536 y GJ 1148) y dos con varios (GJ 581 y GJ 876).

"Los resultados se ajustan en algunos casos a lo que ya encontramos en la literatura científica, como en el caso de GJ 436, una estrella con un planeta transitante en una órbita muy cercana y con una masa similar a la de Neptuno. Sin embargo, en otros hallamos discrepancias con investigaciones anteriores", señala José A. Caballero, investigador del Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC) que participa en la investigación.

Por ejemplo, CARMENES no ha hallado ningún indicio de la existencia de un planeta en torno a GJ 15A y atribuye la señal obtenida por HIRES –que se interpretó como un planeta de baja masa que giraba en torno a su estrella cada 11,4 días- a la actividad de GJ 15A. Sin embargo, sí ha hallado en esta estrella un posible candidato a planeta, con un periodo orbital de 7.026 días y una masa mínima cincuenta veces mayor que la de la Tierra.

Igualmente, los datos de CARMENES han confirmado la existencia de un planeta en torno a GJ 1148, con una masa mínima de unas noventa veces la terrestre, así como de un compañero cuyos parámetros orbitales se desconocían. CARMENES ha aportado la configuración orbital del sistema y lo ha confirmado como sistema planetario múltiple.
“CARMENES es el resultado del esfuerzo de mucha gente, tanto investigadores como ingenieros, aquí y en Alemania. En este trabajo comparamos el canal visible con los instrumentos de su tipo más precisos existentes, y demostramos que nuestro instrumento está en la primera división a nivel mundial, y que alcanza la precisión necesaria para detectar planetas rocosos templados en órbita alrededor de enanas rojas”, concluye Pedro J. Amado, astrónomo del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y co-investigador principal del instrumento CARMENES.

Búsqueda de planetas rocosos en torno a estrellas enanas

"Se han detectado unos cincuenta planetas en torno a estrellas M, pero su número debe ser mucho mayor, ya que entre el 70 y 80% de las estrellas de nuestro vecindario son enanas rojas poco estudiadas”, apunta José A. Caballero. “Además, los recientes hallazgos de planetas rocosos en la zona de habitabilidad en torno a Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sol, o a TRAPPIST-1, que muestra un sistema planetario con siete planetas en la zona habitable, apuntan a la enorme población de estos objetos que podemos encontrar".

Sin embargo, las enanas rojas presentan ciclos de actividad muy intensos y los fenómenos asociados a su actividad, como manchas o fulguraciones, pueden confundirse con la existencia de planetas. "De hecho, los falsos positivos son habituales en la búsqueda de planetas extrasolares, y aquí emerge una de las fortalezas de CARMENES: al observar en el visible y en el infrarrojo podremos confirmar los hallazgos sin necesidad de otras comprobaciones. Ningún otro instrumento del mundo puede hacer esto", señala Pedro J. Amado.

CARMENES es un instrumento único en el mundo, tanto en precisión como en estabilidad, cualidades indispensables para medir las pequeñas variaciones de velocidad que un planeta produce en estrellas, incluso en aquellas a cientos de billones de kilómetros con una precisión del orden de un metro por segundo. Para ello, trabaja en condiciones de vacío y con temperaturas controladas hasta la milésima de grado. Gracias a estas características, se espera descubrir planetas potencialmente habitables en los próximos años.

CARMENES, que opera en el telescopio de 3,5 m del Observatorio de Calar Alto (Almería), ha sido desarrollado por un consorcio de once instituciones alemanas y españolas. En España participan el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que co-lidera el proyecto y ha desarrollado el canal infrarrojo; el Institut de Ciències de l'Espai, (IEEC-CSIC); la Universidad Complutense de Madrid (UCM); el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), y el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA). Ha obtenido financiación de la Sociedad Max Planck (MPG), el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y los miembros del consorcio CARMENES, con contribuciones del Ministerio de Economía y Hacienda español (MINECO), los estados de Baden-Württemberg y Baja Sajonia, la Fundación Alemana para la Ciencia (DFG), la Fundación Klaus Tschira (KTS), la Junta de Andalucía y la Unión Europea a través de los fondos FEDER/ERF.

Artículo"The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. First visual-channel radial velocity measurements and orbital parameter updates of seven M-dwarf planetary systems". T. Trifonov et al. Astronomy & Astrophysics. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201731442

Más información:

Nota de prensa del IAA-CSIC: El instrumento CARMENES demuestra su capacidad para hallar planetas similares a la Tierra

Nota de prensa del Observatorio de Calar Alto (CAHA): CARMENES instrument demonstrates its capacity for finding planets similar to Earth

El buscador de planetas CARMENES supera con éxito su fase de pruebas

Web del instrumento CARMENES

Contacto:

Víctor J. Sánchez Béjar (IAC): vbejar@iac.es y 922605200 (ext 5435)

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