EXOPLANETAS

ESTRELLAS CON EXOPLANETAS

La primera detección de planetas extrasolares ampliamente aceptada fue realizada por Wolszczan en 1994. Planetas con la masa de la Tierra, e incluso más pequeños, fueron detectados orbitando pulsars midiendo la variación periódica en el tiempo de llegada de los pulsos. Los planetas detectados orbitan un pulsar, una estrella "muerta", más que una estrella enana (en la secuencia principal). Lo que es esperanzador sobre la detección es que los planetas se formaron probablemente después de la supernova que dio lugar al pulsar. Se demuestra así que la formación de planetas es algo común, y no un fenómeno raro y exclusivo del Sol.

La espectroscopia Doppler se usa para detectar el efecto de velocidad periódica del espectro estelar causado por un planeta gigante orbitando. También se conoce a este método por método de velocidad radial. Desde observatorios situados en tierra, las espectroscopias pueden medir efectos Doppler mayores que 3m/seg debido al movimiento reflejo de la estrella. Esto corresponde a una masa mínima detectable de 33M_e / sen i para un planeta a 1 UA (unidad astronómica) de distancia de una estrella con una masa solar (1 M_o) , donde i es la inclinación del polo de la órbita con la línea de visión (LOS - Line-Of-Sight). Este método puede ser usado para estrellas en la secuencia principal de los tipos medios de F hasta M. Las estrellas más calientes y más masivas que las F medias, rotan más rápido, "pulsan" y generalmente son más activas y tienen una estructura menos espectral, por eso resulta más difícil medir su efecto Doppler. La masa mínima detectable de un planeta se incrementa en función de la raíz cuadrada del tamaño de la órbita del planeta.

Astrometría

La Astrometría se utiliza para buscar la ondulación periódica que el planeta provoca en la posición de su estrella. La masa detectable mínima se vuelve más pequeña en proporción inversa a la distancia del planeta a la estrella. Para un instrumento astrométrico situado en el espacio, como el Proyecto Space Interferometry Mission (SIM), que podría medir un ángulo tan pequeño como 2 microsegundos de arco, se podría detectar un planeta con un mínimo de masa de 6.6M_e en una órbita de un año alrededor de una estrella con una masa de 1 M_o que esté situada a 10 parsecs de la Tierra (línea descendente gris para estrellas hasta 10 parsecs) y un planeta de 0.4 M_J en una órbita de 4 años( línea azul oscura descendente para estrellas hasta 500 parsecs). La misión FAME (Full-sky Astrometric Explorer , Explorador Astrométrico de Cielo Completo) tiene una resolución angular de 50 microsegundos de arco y la masa mínima de planeta detectable para él a 10 parsecs se muestra en una línea descendente naranja.

Desde tierra, el telescopio Keck se está equipando para medir ángulos tan pequeños como 20 microsegundos de arco, lo que nos lleva a una masa mínima detectable a una distancia de 1 UA de 66M_e para una estrella de una masa solar a 10 parsecs.

Las limitaciones de este método son la distancia a la estrella y las variaciones en la posición del centro fotométrico debido a las manchas solares. Hay sólo 33 estrellas no binarias similares al Sol (F,G y K) en la secuencia principal a menos de 10 parsecs de la Tierra. La distancia máxima a la que se puede detectar un planeta está limitada por el tiempo necesario para observar como mínimo un período orbital. Este límite se indica con una línea vertical discontinua en azul claro en el gráfico correspondiente. No se ha confirmado la detección de ningún planeta por este método.

Fotometría

La fotometría mide el oscurecimiento periódico de la estrella causado por un planeta pasando por delante de la estrella en la línea de visión del observador. La variabilidad estelar en la escala del tiempo de un tránsito limita el tamaño detectable a aproximadamente la mitad del de la Tierra para una órbita de 1 UA alrededor de una estrella de 1 M_o o planetas del tamaño de Marte en órbitas como la de Mercurio con cuatro años de observación. Los planetas del tamaño de Mercurio se podrían incluso detectar en la zona habitable de estrellas K y M. Planetas con períodos orbitales mayores que dos años no son fácilmente detectables, ya que la posibilidad de que estén adecuadamente alineados con la línea de visión de la estrella es muy pequeña.

Los planetas exteriores gigantes que producen una señal de tránsito del 1% ( 120 veces la de la Tierra, por ejemplo, un SNR >1000) pero con períodos orbitales superiores a 2 años se pueden seguir con espectroscopia Doppler en fotometría desde tierra .

Los planetas gigantes en órbitas interiores pueden detectarse también independientemente de la alineación de la órbita, basándose en la modulación periódica de su luz reflejada. Para el 10% de ellos que tengan tránsitos, la profundidad del tránsito puede ser combinada con la masa encontrada por la datos Doppler para determinar la densidad del planeta, como se ha realizado en el caso de HD209458b, y ver si esos gigantes interiores están "inflados".

Las mediciones por astrometría y espectroscopia Doppler pueden usarse para buscar algún planeta gigante que podría encontrarse en sistemas descubiertos usando fotometría. Como la inclinación orbital debe estar cerca de 90° (sen i=1.) para causar tránsitos, hay muy poca incertidumbre en la masa de cualquier planeta gigante detectado.

Límites de Detección para Planetas alrededor de Estrellas como el Sol

Los límites de sensibilidades para una estrella como el Sol se muestran :

Fotometría con Kepler, COROT y fotometría en tierra.

Espectroscopia Doppler a 3 m/s ; Planetas detectados por este método : Los primeros 49 se muestran como rombos sólidos.(Datos más recientes se pueden encontrar en Extrasolar Planets Encyclopedia) Hasta Noviembre de 2001 se han detectado unos 70.

Astrometría con SIM a 2µas y FAME a 50µas.

La Fotometría es el único método práctico para encontrar planetas similares a la Tierra en la zona continuamente habitable.

TABLA DE ESTRELLAS CON PLANETAS DESCUBIERTOS

	Estrella	M sen i (M_jup )	Periodo (d)	Eje Semimayor UA	Excentricidad	K (m/s)
0	HD73256	1.85	2.548	0.037	0.038	267	References
1	HD83443	0.35	2.986	0.038	0.00	57.0	References
2	HD46375	0.25	3.024	0.041	0.02	35.2	References
3	HD179949	0.93	3.092	0.045	0.00	112.0	References
4	HD187123	0.54	3.097	0.042	0.01	72.0	References
5	Tau Boo	4.14	3.313	0.047	0.04	474.0	References
6	BD-103166	0.48	3.487	0.046	0.05	60.6	References
7	HD75289	0.46	3.508	0.047	0.01	56.0	References
8	HD209458	0.63	3.524	0.046	0.02	82.0	References
9	HD76700	0.19	3.971	0.049	0.00	25.0	References
10	51 Peg	0.46	4.231	0.052	0.01	55.4	References
11	Ups And b	0.68	4.617	0.059	0.01	70.2	References
12	HD49674	0.12	4.948	0.057	0.00	14.3	References
13	HD68988	1.90	6.276	0.071	0.14	187.0	References
14	HD168746	0.24	6.400	0.066	0.00	28.0	References
15	HD217107	1.29	7.130	0.072	0.14	139.7	References
16	HD162020	13.73	8.420	0.072	0.28	1813.0
17	HD130322	1.15	10.72	0.092	0.05	115.0
18	HD108147	0.41	10.9	0.079	0.20	40.8	References
19	HD38529b	0.78	14.31	0.129	0.28	54.7	References
20	55 Cnc b	0.84	14.65	0.115	0.02	72.2	References
21	GJ 86	4.23	15.80	0.117	0.04	379.0	References
22	HD195019	3.55	18.20	0.136	0.02	271.0	References
23	HD6434	0.48	22.09	0.154	0.30	37.0
24	GJ876c	0.56	30.12	0.130	0.27	81.0	References
25	Rho Crb	0.99	39.81	0.224	0.07	61.3	References
26	55 Cnc c	0.21	44.28	0.241	0.34	13.0	References
27	HD74156b	1.55	51.60	0.276	0.65	108.0
28	HD168443b	7.64	58.10	0.295	0.53	470.0	References
29	GJ876b	1.89	61.02	0.207	0.10	210.0	References
30	HD3651	0.20	62.23	0.284	0.63	15.9	References
31	HD121504	0.89	64.62	0.317	0.13	45.0
32	HD178911	6.46	71.50	0.326	0.14	343.0
33	HD16141	0.22	75.80	0.351	0.00	10.8	References
34	HD114762	10.96	84.03	0.351	0.33	615.0	References
35	HD80606	3.43	111.8	0.438	0.93	414.0
36	70 Vir	7.41	116.7	0.482	0.40	316.1	References
37	HD52265	1.14	119.0	0.493	0.29	45.4	References
38	HD1237	3.45	133.8	0.505	0.51	164.0
39	HD37124b	0.86	153.	0.543	0.2	37.0	References
40	HD73526	3.63	188.0	0.647	0.52	149.0	References
41	HD82943c	0.88	221.6	0.728	0.54	34.0
42	HD8574	2.08	228.5	0.77	0.30	65.0
43	HD169830	2.95	230.4	0.823	0.34	83.0
44	Ups And c	1.90	241.3	0.829	0.28	53.9	References
45	HD12661b	2.30	263.3	0.823	0.35	74.4	References
46	HD89744	7.17	256.0	0.883	0.70	257.0	References
47	HD202206	14.68	258.9	0.768	0.42	554.0
48	HD40979	3.16	260.0	0.818	0.26	98.9
49	HD150706	1.0	264.9	0.82	0.38	33.0
50	HD134987	1.63	265.0	0.821	0.37	53.7	References
51	HD17051	2.12	312.0	0.909	0.15	63.0	References
52	HD92788	3.88	337.0	0.969	0.28	113.0	References
53	HD142	1.36	338.0	0.980	0.37	40.0	References
54	HD28185	5.70	383.0	1.03	0.07	161.0
55	HD177830	1.24	391.0	1.10	0.40	34.0	References
56	HD108874	1.65	401.0	1.07	0.20	46.0	References
57	HD4203	1.64	406.0	1.09	0.53	51.0	References
58	HD128311	2.63	414.0	1.01	0.21	85.0	References
59	HD27442	1.32	415.0	1.16	0.06	32.0	References
60	HD210277	1.29	436.6	1.12	0.45	39.1	References
61	HD82943b	1.63	444.6	1.16	0.41	46.0
62	HD19994	1.66	454.0	1.19	0.20	42.0
63	HD20367	1.12	500.0	1.28	0.23	27.0
64	HD114783	0.99	501.0	1.20	0.10	27.0	References
65	HD147513	1.00	540.4	1.26	0.52	31.0
66	Hip75458	8.68	550.0	1.34	0.71	296.0	References
67	HD222582	5.20	577.1	1.36	0.76	195.69	References
68	HD23079	2.76	628.0	1.48	0.14	62.0	References
69	HD160691	1.74	637.3	1.48	0.31	41.1	References
70	HD141937	9.67	658.8	1.48	0.40	247.0
71	16 Cyg b	1.68	798.4	1.69	0.68	50.0	References
72	HD4208	0.81	829.0	1.69	0.04	18.3	References
73	HD114386	0.99	872.0	1.62	0.28	27.0
74	HD213240	4.49	951.0	2.02	0.45	91.0
75	HD10697	6.08	1074.0	2.12	0.11	114.0	References
76	47 UMa b	2.56	1090.5	2.09	0.06	49.7	References
77	HD190228	3.44	1112.0	1.98	0.52	89.0
78	HD114729	0.88	1136.0	2.08	0.33	19.0	References
79	HD2039	5.1	1190.0	2.2	0.69	136	References
80	HD136118	11.91	1209.0	2.39	0.37	212.0	References
81	HD50554	3.72	1254.0	2.32	0.51	78.5	References
82	HD216437	2.09	1293.5	2.38	0.34	37.8	References
83	Ups And d	3.75	1284.0	2.52	0.27	61.1	References
84	HD196050	2.81	1300.3	2.41	0.20	49.2	References
85	HD216435	1.23	1326.0	2.6	0.14	20	References
86	HD106252	6.79	1503.0	2.53	0.57	150.7	References
87	HD12661c	1.56	1444.5	2.56	0.20	27.4	References
88	HD23596	8.00	1558.0	2.87	0.31	125.0
89	HD30177	7.64	1620.0	2.65	0.21	140.0	References
90	HD168443c	16.96	1770.0	2.87	0.20	289.0	References
91	HD145675=14 Her	3.90	1775.0	2.87	0.37	70.4	References
92	HD37124c	1.00	1550.0	2.5	0.40	20.0	References
93	HD38529c	12.78	2207.4	3.71	0.33	169.1	References
94	HD72659	2.54	2185.0	3.24	0.18	41.8	References
95	HD39091	10.39	2280.0	3.50	0.63	194.0	References
96	HD74156c	7.46	2300.0	3.47	0.40	121.0
97	HD33636	9.3	2440	3.5	0.52	164.0	References
98	Eps Eri	0.92	2550.0	3.39	0.43	17.5	References
99	GJ777A	1.15	2613.0	3.65	0.00	17.6
100	47 UMa c	0.76	2640.0	3.78	0.00	11.0	References
101	55 Cnc d	4.05	5360.0	5.9	0.16	49.3	References