Los eclipses, tanto de Sol como de Luna, son fenómenos interesantes, muy vistosos y por lo tanto muy atractivos. Sin embargo, otro tipo de eclipses, de ocultamientos, nos han ayudado en gran medida en el descubrimiento de exoplanetas, esto es, planetas fuera de nuestro sistema solar.
Se considera que actualmente vivimos un auge en el descubrimiento de exoplanetas, principalmente con la misión Kepler, pero también con el Telescopio Espacial Hubble y, más recientemente, con el James Webb. Con más de cinco mil doscientos exoplanetas descubiertos hasta ahora, y contando, las investigaciones para conocer sus condiciones, rareza, diversidad, o cómo se forman y evolucionan, son cada vez más populares en la comunidad científica, y entre el público en general. Sin embargo, antes de hallar las características de los exoplanetas, primero hay que descubrirlos.
Actualmente existen cinco métodos para encontrarlos, a saber, por imagen directa, astrometría, microlente gravitacional, velocidad radial y tránsito. Este último es el método que aprovecha un evento similar al un eclipse.
Un tránsito, en astronomía, se refiere al cruce de un cuerpo estelar por delante de otro más grande. Desde la Tierra es posible ver el tránsito de las lunas de Júpiter cuando le pasan por delante, o los tránsitos de Mercurio y Venus al pasar por delante del Sol. De hecho, teniendo en mente lo que es un tránsito, por definición, podemos decir que cualquier tipo de eclipse sería un tránsito
Para su descubrimiento aprovechamos que durante el tránsito el exoplaneta se proyecta en la estrella que está orbitando. Por ejemplo, volvamos al tránsito de Venus por delante del Sol. Cuando un cuerpo (Venus) pasa por delante de una fuente de luz (el Sol), nos bloquea parte de ese brillo, por lo que pareciera que por su superficie pasa —transita— una mancha, disminuyendo la cantidad de luz que nos llega de la estrella.
De hecho, a modo de curiosidad, si un tercer cuerpo está lo suficientemente cerca y además está alineado tanto con el cuerpo que transita a la fuente como con la propia fuente, lo que causará esa mancha es una sombra sobre el tercer cuerpo y que seguirá una trayectoria. Pero, volviendo a los tránsitos, es cierto que, si esto sucede en nuestro sistema solar, también debería de ocurrir en otros, y sabemos que sí pasa, aunque existe un problema. Es posible observar la mancha sobre la superficie de la fuente, sólo si estamos lo suficientemente cerca; sin embargo, aún para estrellas que se hayan a pocos años luz de distancia, su superficie, más que un disco, se ve como un punto y, en consecuencia, de existir un planeta que orbite a estas estrellas, la mancha que produciría sería casi imposible de visualizar. Los telescopios de la actualidad no tienen la resolución necesaria como para distinguirlas. Ahora, no todo está perdido, antes hemos dicho que, cuando ocurre un tránsito, parte de la luz que recibimos es bloqueada, por ende, ¡podemos medir la disminución en el brillo!
Entonces, el tránsito se traduce en una disminución en la cantidad de luz que un astrónomo recibe cuando monitorea una estrella, durante unos momentos, parece que su brillo se vuelve más débil y, pese a que no es mucha la diferencia, ya que un planeta puede ser cientos, o miles, o incluso millones de veces más pequeña que su estrella, es suficiente para notar el cambio. Gráficamente, esta variación se nota en una curva de luz (una gráfica que muestra el brillo de una estrella contra el tiempo) como un pequeño pozo o caída.
Las ventajas del tránsito con respecto a los demás métodos son sorprendentes; no solo por la sencillez del proceso o por carecer del sesgo que presentan otros métodos, como el de velocidad radial, sino además por la cantidad de información que se puede obtener en comparación con otros. Por ejemplo, mediante la medición de la caída del brillo y sabiendo el tamaño de la estrella, los astrónomos pueden determinar el tamaño y radio del exoplaneta, mientras que el periodo orbital puede ser calculado con el tiempo que transcurrió entre los tránsitos, y con ayuda de la tercera ley de Kepler, es posible determinar la distancia promedio a su estrella. Y por si fuera poco, en caso de tener datos espectroscópicos de la estrella antes y después del tránsito, es posible comparar estas mediciones para estimar la composición química de la atmósfera del exoplaneta. Es de este modo que se han hallado muestras de helio, metano, dióxido de carbono, hidrógeno e incluso vapor de agua.
En pocas palabras, es por estos “eclipses” que tenemos la seguridad de que, a unas decenas de años luz, existen planetas con características muy interesantes como Kepler-186f y Kepler-22b, dos planetas distintos ubicados en la zona habitable —región donde la temperatura es la indicada para que su agua esté en forma líquida— de su respectivo sistema solar, lo que abre la puerta a nuestra idea de que algún día la humanidad pueda llegar a habitar otros planetas fuera del sistema solar; también se descubrió el sistema Kepler-11, un sistema tan compactado que cinco planetas cabrían en la órbita de Mercurio y aún así puede ser estable; otro exoplaneta es Kepler-16b, un planeta que orbita a un sistema estelar binario; mientras que 51 Pegasi b o 55 Cancri e, cada uno orbitando a su respectiva estrella, y cuyos periodos de rotación son de apenas cuatro días y 18 horas terrestres, respectivamente.
Más información:
https://youtube.com/watch?v=jJ1CuczGwvk%3Ffeature%3Doembed
https://youtube.com/watch?v=BFi4HBUdWkk%3Ffeature%3Doembed
https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu
https://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/main/index.html
https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/
*Este artículo fue desarrollado durante las sesiones de trabajo de un grupo de estudiantes de licenciatura de la FCFM-BUAP que llevan a cabo prácticas profesionales, servicio social o tesis de licenciatura bajo la dirección de Raúl Mújica del INAOE. En este espacio estarán apareciendo otros más, no se los pierdan.
