Kepler-78b: Una exotierra infernal

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La exotierra Kepler-78b fue observado por primera vez por el satélite Kepler de la NASA a 400 años luz de la Tierra. Según el telescopio italiano Telescopio Nazionale Galileo (TNG) en La Palma (Canarias) tiene el mismo tamaño, masa y densidad que la Tierra, además tiene un núcleo de hierro. Sin embargo, orbita a menos de dos radios estelares de su estrella, tan cerca que su superficie está tan caliente que se descarta cualquier posibilidad de vida. Según Howard et al. la temperatura diurna de Kepler-78b está entre 2.300 y 3.100 K, quienes estima la temperatura superficial de la estrella Kepler-78 en 5.119 ± 44 K, y según Pepe et al. su temperatura superficial está entre 1.500 y 3.000 K. Se han publicado dos artículos en Nature que estudian las propiedades de esta exotierra infernal, Andrew W. Howard, Roberto Sanchis-Ojeda, et al., “A rocky composition for an Earth-sized exoplanet,” Nature, AOP 30 Oct 2013 y Francesco Pepe, Andrew Collier Cameron, et al., “An Earth-sized planet with an Earth-like density,” Nature, AOP 30 Oct 2013.

Dibujo20131101 Masses and radii of well-characterized planets - nature12767-f2

La masa de Kepler-78b es, Howard et al. 1,69 ± 0,41 veces la de la Tierra y según Pepe et al. 1,86 ± 0,38 veces la de la Tierra; su radio es según Howard et al. de 1,20 ± 0,09 veces el de la Tierra y según Pepe et al. 1,17 ± 0,16 el de la Tierra. Kepler mide el tamaño de los exoplanetas con gran precisión, pero determinar su composición requiere usar espectroscopía Doppler de precisión ultra-alta, una técnica que no se puede aplicar a la mayoría de los planetas descubiertos por Kepler. Howard et al. y Pepe et al. han calculado una densidad media del planeta según de Howard et al. de 5,3 ± 1,8 g/cm³ y según Pepe et al. de 5,57 ± 3,0 g/cm³, casi idéntica a la de la Tierra. Los datos actuales indican que las exotierras son comunes en la Vía Láctea, por ello la NASA está preparando la misión del telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) que buscará exotierras en todo el cielo.

Dibujo20131101 hot rocky planet Kepler-78b placed on a planetary mass-radius diagram - nature12768-f3

El telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto en 2018, también observará la composición de las atmósferas de los exoplanetas. La combinación de JWST, TESS y el uso de la espectroscopía Doppler de ultra-alta precisión (gracias a los espectrómetros HIRES en el telescopio Keck 6 de Mauna Kea, Hawái, HARPS en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio Europeo del Sur, en La Silla, Chile y  HARPS-N en el telescopio nacional Galileo, en el Observatorio Roque de los Muchachos de La Palma, España) permitirán medir la densidad y la composición de un gran número de exotierras, quizás alguna con la posibilidad de albergar vida.

9 pensamientos en “Kepler-78b: Una exotierra infernal

  1. Predigo que en los próximos 50 años se realizará alguna clasificación de planetas y este pertenecerá al tipo denominado “Mustafar”.

  2. Supongo que la temperatura serán grados Fahrenheit, porque si son celsius nos ponemos casi en la temperatura de la superficie del Sol. A 5000 C el carbono se evapora y los metales pesados como el iridio y el wolframio están en estado listos para hervir.

    • Si, 5000 K parece mucho. Segun el articulo la temperatura esta entre 2000 y 3000 K. Esta muy cerca (2 radios estelares) de su estrella. Muy someramente se esperaria que tuviese una temperatura de ~1/raiz(2) veces comparado con la superficie de la estrella.

  3. El espectrógrafo que tienen en el TNG es una pasada. Estuve la noche que estuvieron tomando los datos en el TNG para Francesco de este planeta. Me quedé impresionado por la precisión de HARPS, unos 2 m/s de precisión Doppler, básicamente la velocidad de un bebé gateando como se suele decir. Tener en cuenta que las propias velocidades térmicas del gas en la superficie de las estrella son varios órdenes de magnitud mayor que la precisión de estos espectrógrafos modernos, lo cual desvía en errores de la medida de la propia emisión, no de la medición.

    • Muy bueno tu blog y muy interesante tu aportación, pero creo que te has columpiado porque obviamente un bebé no puede gatear a 7,2 km/h xD. En realidad lo hace a mucho menos, y esto abre un interesante debate, de cómo hacer llegar al profano el casi-casi milagro que efectivamente supone resolver 2 ms⁻¹ a distancias de años luz.

      Creo que la confusión viene porque **sí** se han resuelto velocidades aún menores, concretamente de 51 cm/s (1,8 km/h), que ésa se acerca más a la velocidad de un bebé gateando (más o menos sobre 30 cm/s).

      • Abraham Jacobi, la frase de un bebé gateando no es mía. Se suele utilizar últimamente mucho (y no sé por qué) para hacer metáfora sobre la precisión radial doppler de los nuevos espectrógrafos. De hecho HARPS-N, en el TNG alcanza la precisión de 1,2 m/s en un tiempo de exposición de 1h en estrellas tipo G-K de lenta rotación y magnitud aparente en el visible mv=12, aunque en una buena noche alcanza precisiones menores al 1 m/s. Puedes leer este artículo si te interesa: http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12768.html. También este enlace: http://www.tng.iac.es/news/2011/02/14/harps/.

        Por cierto, el problema de medir doppler a esa precisión no son las distancias a años luz, lo cual ni importa en absoluto más que en disminución de magnitud aparente, sino que las atmósferas estelares tienen un movimiento térmico varios órdenes de magnitud superior a la velocidad radial de la estrella que se quiere medir. Recuerda que la velocidad cuadrática media de un gas es: =3kT/m, aunque existen técnicas para reducir este efecto como el ensanchamiento de las líneas de absorción del espectro y otros efectos sobre las líneas.

        Saludos.

      • La frase es correcta en el ejemplo que puse, resolver la velocidad radial de medio metro por segundo (es casi la velocidad de un bebé gateando), y se trata obviamente de llamar la atención mediáticamente, por eso se usan frases que sus creadores piensan que llaman la atención de la máxima cantidad de público posible. Por eso digo que después, si no se usan bien, llegamos a absurdos como decir que los bebés gatean a 7 km/h (estaríamos jodidos si así fuese xD).

        Lo mismo para los años-luz. Ya se sabe que el problema de resolver una señal es el filtrado de todo el ruido que la acompaña (ruido en el sentido relación S/R, porque en sí mismo son también datos de otros fenómenos), pero igualmente queda más molón decir que estamos midiendo algo que está a años-luz, que hombre, también tiene su gancho.

        Fíjate que en realidad, en este como en casi todos los avances científicos, se producen por mejoras espectaculares del instrumental, lo que mucha gente perspicaz acaba por concluir que la tarea del investigador es en realidad de índole menor (digamos, que viene dado, claro), y que son los cacharritos los que hacen avanzar la ciencia y no la capacidad intelectual humana, individual o colectiva. Pues también conviene aclarar que precisamente esas espectaculares mejoras en el instrumental -en todos los instrumentales, desde los astronómicos hasta los de navegación, médicos o analíticos en general- provienen a su vez de avances científicos, fruto de la capacidad intelectual humana, en general muchísimo más colectiva que individual. Es decir, que el descubrimiento de alguien en algún laboratorio en algo relacionado con la óptica y la electrónica nos ha permitido descubrir… planetas (a años-luz), resolviendo señales con una sensibilidad que ningún sentido humano puede proporcionalmente hacer.

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