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17 octubre 2014 5 17 /10 /octubre /2014 20:16

  Exoplanets are planets orbiting a different star to the Sun and, until now, had only been possible to measure the atmospheric composition of large Jupiter-sized exoplanets. The finding, published today in Nature, opens the door to probing atmospheres of extrasolar planets smaller and therefore more similar to Earth.
  Andrew Jordan, a researcher at the Institute of Astrophysics of Pontificia Universidad Católica de Chile, explains that the discovery of water in the atmosphere of a Neptune-sized exoplanet has been possible thanks to the technique of transmission spectroscopy, which allows the presence molecules such as water in the atmosphere.

 

 Los exoplanetas son planetas que orbitan una estrella diferente al Sol y, hasta el momento, sólo había sido posible medir la composición atmosférica de grandes exoplanetas del tamaño de Júpiter. El hallazgo, que se publica hoy en Nature, abre la puerta al sondeo de atmósferas de planetas extrasolares más pequeños y por tanto más parecidos a la Tierra.
 Andrés Jordán, investigador del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, explica que el descubrimiento de agua en la atmósfera de un exoplaneta del tamaño de Neptuno ha sido posible gracias a la técnica de la espectroscopía de transmisión, que permite determinar la presencia de moléculas como las del agua en las atmósferas.

Detectan agua en la atmósfera de un exoplaneta del tamaño de Neptuno

Un grupo internacional de científicos ha detectado vapor de agua en la atmósfera de un planeta que orbita una estrella diferente al Sol, es decir, un exoplaneta, situado a 120 años luz de la Tierra. Este hallazgo, publicado en la revista Nature, puede proporcionar pistas sobre la formación y evolución de planetas más parecidos a la Tierra.

 

 

 

 

Comparación entre el tamaño del exoplaneta HAT-P-11b (a la derecha) y de Neptuno (a la izquierda). Hasta ahora solo había sido posible determinar la composición atmosférica de grandes exoplanetas del tamaño de Júpiter. 

Un equipo internacional compuesto por astrónomos de Estados Unidos, Chile, Reino Unido y Suiza ha detectado vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta del tamaño de Neptuno.

 

Los exoplanetas son planetas que orbitan una estrella diferente al Sol y, hasta el momento, sólo había sido posible medir la composición atmosférica de grandes exoplanetas del tamaño de Júpiter. El hallazgo, que se publica hoy en Nature, abre la puerta al sondeo de atmósferas de planetas extrasolares más pequeños y por tanto más parecidos a la Tierra.

 

Como explica uno de los autores del trabajo, Andrés Jordán, investigador del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, el descubrimiento ha sido posible gracias a la técnica de la espectroscopía de transmisión, que permite determinar la presencia de moléculas como las del agua en las atmósferas.

“La metodología de espectroscopía de transmisión puede ser usada en exoplanetas transitantes, aquellos que durante su órbita eclipsan a su estrella cuando son observados desde la Tierra. Cuando el planeta está entre nosotros y la estrella, la luz de ésta pasa a través de la atmósfera del planeta, en caso de que tenga una. Los elementos químicos que hay en la atmósfera pueden dejar una 'huella' en esa luz que nosotros podemos detectar después con nuestros telescopios. Buscando esas huellas es posible inferir la composición de la atmósfera”, detalla.

 

 

Esta “marca” que dejan los elementos químicos que hay en la atmósfera de los exoplanetas transitantes es muy tenue, por lo que la medición es muy compleja. En este caso, los investigadores han utilizado los datos proporcionados por tres telescopios espaciales de la NASA: Hubble, Spitzer y Kepler.

 

 

Artist Illustration of planet HAT-P-11b.[8]

A 120 años luz

El exoplaneta estudiado por el equipo de astrónomos se llama HAT-P-11b y orbita una estrella que está a 120 años luz de la Tierra, en la constelación de Cygnus. Tiene un tamaño similar al de Neptuno, con un radio casi cuatro veces superior al de la Tierra, aunque el año en el HAT-P-11b es muy distinto: completa una vuelta a su estrella en aproximadamente cinco días.

 

Las composiciones atmosféricas de exoplanetas pueden proporcionar pistas sobre su formación y evolución. Así, una de las principales implicaciones del trabajo es que la estimación de las propiedades de la atmósfera de HAT-P-11b puede proporcionar nuevos conocimientos sobre la historia de su formación.

En el trabajo, encabezado por Jonathan Fraine, de la Universidad de Maryland, han participado además el Instituto de Tecnología de California, el Instituto de Astrobiología de la NASA (Estados Unidos), la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza). En el caso del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, en los últimos cuatro años ha profundizado en esta línea de investigación en torno a las atmósferas de exoplanetas.

En la actualidad llevan a cabo un estudio de espectroscopía de transmisión para un buen número de planetas extrasolares utilizando los datos de los telescopios del observatorio Las Campanas, en el norte de Chile. También se están preparando para trabajar con los datos que aportarán futuros telescopios como el James Webb Space Telescope, cuyo lanzamiento está previsto para 2018.  

 

 

HAT-P-11b es un planeta extrasolar que orbita alrededor de la estrella HAT-P-11. El descubrimiento de este planeta se realizó a través del método de tránsito y fue presentado para su publicación el 2 de enero de 2009. Está situado a unos 123 años luz (38 pc) de distancia, en la constelación de Cygnus, y su estrella madre tiene una luminosidad de 10ª magnitud, y pertenece al tipo espectral K. Fue el planeta más pequeño conocido en tránsito en el momento de su descubrimiento, con una masa de 26 veces mayor que la Tierra y un radio 4,58 veces mayor. Gira a una distancia similar a la de 51 Pegasi b alrededor de su estrella 51 Pegasi, típico de los planetas descubierto mediante el tránsito. Sin embargo, la órbita de éste es bastante excéntrica, en torno a 0,198, inusualmente alto para un mundo del tipo Neptuno caliente. El sistema HAT-P-11 se encuentra en estos momentos dentro del campo visual de la nave espacial de la misión Kepler.1

El 24 de septiembre de 2014, la NASA informó que HAT-P-11b es el primer exoplaneta del tamaño de Neptuno conocido por tener un ambiente relativamente libre de nubes. Para obtener la composición atmosférica del planeta, que dista a una distancia de unos 122 años luz, los investigadores de la Universidad de Maryland utilizaron una técnica conocida como espectrometría. 2 3

 

 

HAT found a Neptune,

January 6th, 2009

In the twenty months following Gillon et al.’s startling discovery that Gliese 436b is observable in transit, literally dozens of additional transiting planets have been found. New transiting hot Jupiters are now routine enough that they’re generally trotted out in batches. Reported cases of transit fever have also been on the decline, with symptoms often amounting to little more than a passing distraction.

That said, it’s been been a very long dry spell waiting for a second example of a transiting Neptune-mass planet, which makes HAT-P-11b both exciting and newsworthy. In a preprint that muscled its way to the top of today’s astro-ph mailing, Gaspar Bakos and collaborators have produced a admirably solid analysis of what’s definitely the toughest ground-based detection to date.

HAT-P-11b’s transit depth is 4.2 millimag, which is the smallest planet-produced dip yet detected by a photometric survey. (HD 149026b has a smaller transit depth, but it was discovered via the Doppler velocity method and then followed up photometrically for the transits during the time windows predicted by the orbital solution.) The HAT-P-11b analysis was further confounded by a photometrically variable parent star and ~5m/s stellar jitter on the radial velocity observations. The paper is definitely worth reading carefully.

HAT-P-11b is quite similar in mass and radius to Gliese 436b, and it’s actually somewhat larger than Neptune on both counts. When the mass and radius are compared to theoretical models, it’s clear that, like Gliese 436, it’s mostly made of heavy elements (that is, some combination of metal, rock and “ice”) with an envelope of roughly 3 Earth masses of hydrogen and helium). It’s completely dwarfed when placed next to an inflated hot Jupiter, HAT-P-9b, for instance:

Interestingly, HAT-P-11b seems to have a significant eccentricity, on the order of e=0.2. Drawn to scale with the parent star, the orbit looks like this:

The dots demarcating the orbit are not to scale. With 500 pixels of resolution, you can just barely see the planet. (I put one in front of the star, and tacked a copy onto the orbit for good measure.)

The e=0.15 eccentricity of Gliese 436b has caused a lot of consternation. For any reasonable value of the so-called tidal quality factor, Q, the circularization timescale for Gliese 436b’s orbit is considerably shorter than the age of the system. This has led to attempts (to date unfulfilled) to locate Gliese 436c. HAT-P-11b doesn’t have this problem. For a given Q, it’s circularization timescale is a full thirty times longer than that of 436b. The orbit will still be measurably eccentric even when the 0.8 solar mass primary starts to turn into a red giant.

 

http://oklo.org/tag/hat-p-11/


http://oklo.org/tag/hat-p-11/

 

 

White-light transit curves and starspot crossing temperature estimates.

 

 Figure 1: White-light transit curves and starspot crossing temperature estimates.
a, Transit curves from the Hubble WFC3 and warm Spitzer, aligned in phase and shifted in flux for clarity. The four warm Spitzer transits at both 3.6 and 4.5 µm (ref. 9) are binned for illustration. Starspot crossings are seen as devia…

 

 

The transmission spectrum of HAT-P-11b.

 

 

 Figure 2: The transmission spectrum of HAT-P-11b.
The transmission spectrum of HAT-P-11b.
a, Our WFC3 observations show transit depth variations in agreement with a hydrogen-dominated atmosphere. The coloured, solid lines23, 24 correspond to matching markers displayed in Fig. 3. The error bars represent the standard deviati…

 

Spectral retrieval results of our transmission spectrum.

 

Figure 3: Spectral retrieval results of our transmission spectrum.

The coloured regions indicate the probability density as a function of metallicity (relative to solar) and cloud-top pressure derived using our Bayesian atmospheric retrieval framework23, 24. Mean molecular weight was derived for a sol…

 

Correlations between all fitted parameters for our HST WFC3 white-light curve.

 

Extended Data Figure 3: Correlations between all fitted parameters for our HST WFC3 white-light curve.
Correlations between all fitted parameters for our HST WFC3 white-light curve.
We calculated the Pearson correlation coefficient over the posteriors of each parameter, and found the correlations to be small (<0.10 in magnitude), or in most cases negligible (<0.01 in magnitude). Blue represents regions of lesser p…

 

 Water vapour absorption in the clear atmosphere of a Neptune-sized exoplanet

Jonathan Fraine,  Drake Deming, Bjorn Benneke, Heather Knutson,    Andrés Jordán, Néstor Espinoza, Nikku Madhusudhan, Ashlee Wilkins & Kamen Todorov   

Nature 513, 526–529 (25 September 2014) doi:10.1038/nature13785

Transmission spectroscopy has so far detected atomic and molecular absorption in Jupiter-sized exoplanets, but intense efforts to measure molecular absorption in the atmospheres of smaller (Neptune-sized) planets during transits have revealed only featureless spectra1, 2, 3, 4. From this it was concluded that the majority of small, warm planets evolve to sustain atmospheres with high mean molecular weights (little hydrogen), opaque clouds or scattering hazes, reducing our ability to observe the composition of these atmospheres1, 2, 3, 4, 5. Here we report observations of the transmission spectrum of the exoplanet HAT-P-11b (which has a radius about four times that of Earth) from the optical wavelength range to the infrared. We detected water vapour absorption at a wavelength of 1.4 micrometres. The amplitude of the water absorption (approximately 250 parts per million) indicates that the planetary atmosphere is predominantly clear down to an altitude corresponding to about 1 millibar, and sufficiently rich in hydrogen to have a large scale height (over which the atmospheric pressure varies by a factor of e). The spectrum is indicative of a planetary atmosphere in which the abundance of heavy elements is no greater than about 700 times the solar value. This is in good agreement with the core-accretion theory of planet formation, in which a gas giant planet acquires its atmosphere by accreting hydrogen-rich gas directly from the protoplanetary nebula onto a large rocky or icy core6.

 

 

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  • Biólogo desde hace más de treinta años, desde la época en que aún los biólogos no eran empleados de los abogados ambientalistas. Actualmente preocupado …alarmado en realidad, por el LESIVO TRATADO DE(DES)INTEGRACIÓN ENERGÉTICA CON BRASIL
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