1998

SUMARIO

Imágenes y espectros obtenidos con los telescopios de Canarias lo confirman como el de menor masa observado hasta la fecha

Los objetos subestelares -enanas marrones y planetas- son cuerpos celestes en cuyo interior no tienen lugar reacciones nucleares, que son la fuente de energía de las estrellas, y por consiguiente no brillan como éstas. El objeto, denominado "G196-3 B", fue descubierto en el curso de un programa de búsqueda de planetas gigantes de formación reciente que Rafael Rebolo, María Rosa Zapatero Osorio y Santiago Madruga iniciaron hace aproximadamente un año. Tras examinar más de cincuenta estrellas jóvenes vecinas al Sol se logró la detección de este compañero de baja masa en las imágenes ópticas obtenidas con el telescopio "IAC-80", del Observatorio del Teide, el 25 de enero de 1998. Unos dos meses después, el equipo investigador obtuvo imágenes infrarrojas con la nueva cámara "CAIN" recién instalada por el IAC en el telescopio "Carlos Sánchez" (también en el Observatorio del Teide), que muestran claramente una emisión infrarroja muy superior a la del óptico, rasgo característico de los objetos subestelares.

Imágenes y espectros tomados posteriormente con el Telescopio Nórdico Óptico (NOT) y el telescopio "William Herschel", del Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), permitieron demostrar que la estrella y el objeto débil están ligados gravitatoriamente y que este último es una enana marrón de muy baja masa en una etapa evolutiva temprana. También se ha logrado detectar la presencia de litio en su atmósfera, lo que no deja lugar a dudas sobre su naturaleza subestelar. El análisis detallado de la estrella primaria, especialmente su fuerte emisión de rayos X y ultravioleta, sugieren como edad más probable unos 100 millones de años. Se trata, por tanto, de un sistema muy joven si lo comparamos con la edad el Sol (4.500 millones de años) o con la de la Galaxia (12.000 millones de años). El espectro del compañero débil revela que en la actualidad tiene una temperatura superficial de unos 1.500 grados centígrados, valor que teóricamente disminuirá lentamente con el transcurso del tiempo hasta alcanzar a la edad del Sol unos 200 grados centígrados, temperatura que es inferior a la que actualmente tiene el planeta Venus.

El proceso que dio lugar a la formación del débil compañero es actualmente desconocido. La distancia a la estrella central y la proporción relativa de masas sugiere que su origen reside en el colapso y fragmentación de una nube de gas primigenia. Sin embargo, y aunque parece menos probable, no se puede descartar que el objeto subestelar se formara a partir de un disco protoplanetario que ya se habría disipado y del cual no hay evidencia en estos momentos, o que incluso pudiera haber resultado de la interacción de la estrella central con otra en un encuentro fortuito. En cualquier caso, la edad de la estrella (alrededor de 100 millones de años) demuestra que los compañeros subestelares pueden formarse en escalas cortas de tiempo. La detección de más enanas marrones y planetas gigantes que estén orbitando estrellas permitirá en un futuro obtener pruebas observacionales con las que contrastar las diversas ideas sobre la formación de planetas gigantes.

Los investigadores del IAC siguen llevando a cabo un programa de búsqueda de enanas marrones y planetas gigantes con técnicas de imagen directa y examinando estrellas jóvenes, próximas y frías. Jóvenes, porque se espera que los objetos débiles sean más luminosos en las fases iniciales de la contracción gravitatoria (aún así, "G 196-3B" es 6.000 veces menos brillante que el Sol); próximas, porque en la vecindad solar es posible detectar compañeras débiles separadas varias decenas de unidades astronómicas (varias decenas de veces la distancia Tierra-Sol); y frías, ya que la menor luminosidad de las estrellas favorece la detección de posibles compañeros que emiten muy poca luz.

Los investigadores del IAC Rafael Rebolo (Profesor del CSIC), María Rosa Zapatero Osorio y Eduardo Martín, este último actualmente en la Universidad de California en Berkeley, pioneros en la investigación de enanas marrones, obtuvieron por primera vez pruebas inequívocas de la existencia de objetos subestelares en nuestra galaxia con el descubrimiento, en 1995, de la enana marrón "Teide 1", en el cúmulo de las Pléyades. 

Un reciente artículo de Hans Deeg, investigador del IAC, y sus colaboradores podría proporcionar las primeras indicaciones de la detección de un planeta extrasolar de entre 2 y 2,5 veces el tamaño de la Tierra. El artículo, publicado en la revista científica Astronomy & Astrophysics (Vol. 338, pág. 479), recoge los resultados del trabajo realizado por la red internacional TEP (los Investigadores Principales son Hans Deeg y Laurence Doyle, este último del Instituto SETI de California, con colaboradores de Francia, Rusia, Grecia y EEUU, además del antiguo postdoc del IAC Eduardo Martín). Esta colaboración ha observado la estrella binaria eclipsante CM Draconis durante cuatro años para tratar de encontrar indicios de algún planeta girando al su alrededor. Han empleado el método de tránsito, consistente en detectar los pequeños cambios en el brillo que se producirían si un planeta cruzase por delante de esta estrella central. El planeta ocultaría una pequeña parte de la superficie de la estrella y provocaría una caída en el brillo durante una o varias horas. Estas caídas en el brillo deben aparecer de forma regular, con cada revolución del planeta en torno a su estrella. El método es lo bastante sensible como para hallar planetas tan pequeños como dos radios terrestres, que son los planetas de menor tamaño detectados hasta la fecha. Este tipo de planetas son de especial interés porque tienen más posibilidades de ser tipo terrestre (con una superficie líquida o sólida) que los planetas gigantes gaseosos encontrados desde 1995. 

Durante sus 4 años de observaciones, la red TEP ha detectado varias oscilaciones en el brillo de CM Draconis que pudieran deberse a tránsitos planetarios. Sin embargo, no puede concluirse aún la presencia de un planeta, pues primero hay que excluir la posibilidad de que las caídas observadas sean pistas falsas: podrían deberse a otra causa como, por ejemplo, variaciones desconocidas de la atmósfera o, incluso, efectos instrumentales. Luego, en observaciones posteriores, habría que asegurarse de que esas oscilaciones en el brillo se producen con una regularidad tal que sólo pueda deberse a la presencia de un planeta. 

Si bien el artículo científico publicado expresa claramente las limitaciones arriba mencionadas de los resultados actuales, ha suscitado una gran expectación entre los medios de comunicación; ejemplo de ello son los extensos artículos aparecidos en el Daily Telegraph de Londres y en varios periódicos holandeses y unas cuantas entrevistas en la BBC británica. Al tratarse de reportajes, tenían un carácter entusiasta, dando la impresión de que es probable la detección de un nuevo planeta extrasolar. La historia reciente de la ciencia está plagada de anuncios de hallazgos de planetas extrasolares que luego resultaron no serlo, con lo que la red TEP está siendo muy cauta en la interpretación de sus resultados. Hans Deeg trabaja actualmente en el análisis de los datos empleando el método estadístico de las simulaciones de Monte-Carlo. En un futuro próximo debería disponerse, como resultado de este trabajo, de límites más sólidos a la detección de planetas, proporcionando mejores estimaciones de la probabilidad de detecciones falsas. Será entonces cuando la red TEP pueda emitir una valoración fiable sobre la importancia de sus hallazgos. 

Animación (mpg): enana marrón y estrella primaria (1,4 Mb)

Para más información sobre la red TEP, contactar con la página web en: http://www.iac.es/project/tep/tephome.html