Las Puestas de Sol en Titan revelan la complejidad de exoplanetas brumoso

Representación artística de la nave espacial Cassini de la NASA observando la puesta del Sol a través de la brumosa atmósfera de Titán. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

 

27 de mayo de 2014

Los científicos que trabajan con datos de la misión Cassini de la NASA han desarrollado una nueva forma de entender las atmósferas de exoplanetas mediante el uso de la luna de Saturno envueltas de niebla Titan como suplente. La nueva técnica muestra la influencia dramática que cielo brumoso podría tener en nuestra capacidad para aprender acerca de estos mundos alienígenas orbitando alrededor de estrellas distantes.

 

La obra fue realizada por un equipo de investigadores liderado por Tyler Robinson, la NASA Postdoctoral Research Fellow en el centro de investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. Los resultados fueron publicados el 26 de mayo en los Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.

 

"Resulta que hay mucho que puedas aprender de mirar una puesta de Sol", dijo Robinson.

 

Luz de las puestas de Sol, estrellas y planetas pueden dividirse en sus colores componentes para crear espectros, como prismas con la luz del Sol, con el fin de obtener información oculta. A pesar de las distancias asombrosas a otros sistemas planetarios, en los últimos años los investigadores han comenzado a desarrollar técnicas para la recolección de los espectros de exoplanetas. Cuando uno de estos mundos transita o pasa delante de su estrella anfitriona como se ve desde la Tierra, algunos de luz de la estrella viaja a través de la atmósfera del exoplaneta, donde ha cambiado de manera sutil, pero medible. Este proceso imprime información sobre el planeta que puede ser recolectado por los telescopios. Los espectros resultantes son un registro de esa huella.

 

Los espectros permiten a los científicos mirar detalles acerca de cómo son esos exoplanetas, tales como los aspectos de la temperatura, composición y estructura de sus atmósferas.

 

Robinson y sus colegas explotaron una similitud entre tránsitos de exo planetas  y puestas de Sol atestiguados por la nave espacial Cassini a Titán. Estas observaciones, llamadas solares ocultaciones, efectivamente permitieron a los científicos observar Titan como un exoplaneta tránsitando sin tener que salir del sistema solar. En el proceso, las puestas de Sol del Titán revelaron cuán dramáticos los efectos de hazes pueden ser.

 

Varios mundos en nuestro sistema solar, incluyendo a Titán, se cubren por las nubes y la alta-altitud de los hazes. Los científicos esperan que muchos exoplanetas podría ser ocultadas del mismo modo. Nubes y hazes crean una variedad de efectos complicados que los investigadores deben trabajar para rescatar y desenredar de la firma de estos ambientes extraterrestres y así presentar un obstáculo importante para la comprensión de las observaciones de tránsito. Debido a la complejidad y potencia necesaria para la dirección de los hazes de computación, los modelos usados para entender los espectros de exoplaneta generalmente simplifican sus efectos.

 

"Anteriormente, no estaba claro exactamente cómo los hazes afectaban a las observaciones de exoplanetas, en tránsito", dijo Robinson. "Así que recurrimos a Titán, un mundo borroso en nuestro sistema solar que ha sido ampliamente estudiado por Cassini".

 

El equipo usó cuatro observaciones de Titan hecha entre 2006 y 2011 por instrumento de Cassini cartografía visual e infrarrojo espectrómetro. Su análisis proporciona resultados que incluyan los efectos complejos debido a los hazes, que ahora se pueden comparar con modelos de exoplanetas y observaciones.

 

Con Titan como su ejemplo, Robinson y sus colegas descubrieron que hazes muy por encima de algunos exoplanetas en tránsito podrían limitar estrictamente lo que sus espectros pueden revelar a los observadores de tránsito del planeta. Las observaciones podrían ser capaces de recoger información sólo de la atmósfera superior del planeta. En Titán, corresponde a unos 90 a 190 millas (150 a 300 kilómetros) por encima de la superficie de la luna, muy por encima de la mayor parte de su atmósfera densa y compleja.

 

Un hallazgo adicional del estudio es que los hazes de Titán más fuertemente afectan a longitudes de onda más cortas, o azul, colores de la luz. Estudios de espectros de exoplaneta comúnmente han asumido que hazes afectaría todos los colores de la luz de manera similar. Estudiando las puestas de Sol a través de hazes de Titán ha revelado que este no es el caso.

 

"La gente había soñado reglas de cómo se comportaría los planetas en tránsito, pero Titan no llegó el memo," dijo Mark Marley, coautor del estudio en Ames de la NASA. "Algunas de las sugerencias anteriores parece nada, y es a causa de la neblina".

 

La técnica del equipo se aplica igualmente bien a similares observaciones tomadas desde una órbita alrededor de cualquier mundo, no sólo Titan. Esto significa que los investigadores podrían estudiar las atmósferas de los planetas como Marte y Saturno en el contexto de las atmósferas de exoplaneta .

 

"Es gratificante ver que estudio de Cassini del sistema solar está ayudandonos a entender mejor a otros sistemas solares," dijo Curt Niebur, científico del programa Cassini en la sede de la NASA en Washington.

 

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. JPL, una división de la California Institute of Technology, Pasadena, dirige a la misión para la dirección de misiones de ciencia de la NASA en Washington. El equipo de VIMS es sede de la Universidad de Arizona en Tucson.

 

Preston Dyches 818-354-5011
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California
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Michele Johnson
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NASA's Ames Research Center, Moffett Field, California
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Traducción: El Quelonio Volador