El Observatorio Astronómico de Calar Alto detecta el exoplaneta de una gigante roja

Representación artística del exoplaneta cruzando delante de la estrella gigante roja. / David Cabezas

Los dos métodos principales para identificar nuevos exoplanetas son la velocidad radial y el de los tránsitos. En el primero se mide el pequeño movimiento de la estrella debido al tirón gravitatorio del planeta en su giro, que se observa por el efecto Doppler en la luz que nos llega de la estrella. En el segundo se mide el descenso en el brillo de la estrella cuando el planeta pasa por delante.

El satélite Kepler de la NASA busca planetas similares a la Tierra con el método de los tránsitos. Así ha detectado que las disminuciones en la luminosidad de la estrella KIC 8219268 se repiten cada 6,24658 días, siendo una potencial candidata a albergar un planeta extrasolar. Este hecho le hizo ganarse el nombre de KOI-2133.01, un ‘objeto de Interés de Kepler’.

Ahora, analizando las precisas medidas proporcionadas por este telescopio espacial, un equipo internacional liderado por investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ha confirmado la presencia de un planeta con una masa ligeramente inferior a la masa de Júpiter orbitando muy cerca de su estrella central, a tan solo 2,32 veces el radio de la misma.

Esto se consiguió analizando las modulaciones presentes en la curva de luz (es decir, en el la evolución temporal del brillo proveniente de la estrella) debidas a la deformación de la estrella por la presencia de un planeta cercano. Además, se examinó el pequeño eclipse producido por el planeta al pasar por delante de su estrella y las señales astrosismológicas debidas a la propia pulsación de la estrella, un fenómeno que también se observa en el Sol. Así, el candidato KOI-2133.01 pasó a recibir el nombre Kepler-91b, al ser confirmada su naturaleza planetaria.

Este trabajo permitió concluir que Kepler-91b podría encontrarse en los últimos estadios de su vida, antes de ser engullido por su estrella, siendo el planeta conocido más cercano a una estrella gigante roja. Con una órbita ligeramente elíptica, se calcula que la estrella central subtiende un ángulo de 48 grados en el cielo del planeta, cubriendo alrededor de un 10% del mismo (unas 10.000 veces más que la Luna o el Sol desde la Tierra). Además, la atmósfera del planeta parece estar inflada, probablemente debido a la alta radiación proveniente de su estrella.

Sin embargo, trabajos casi simultáneos rechazaron la naturaleza planetaria de Kepler-91b, basándose en análisis alternativos de la curva de luz y atribuyéndole una luminosidad intrínseca. Estos trabajos de dos grupos diferentes afirmaban que este sistema era, en realidad, el conjunto de una estrella aislada y una binaria eclipsante de fondo que podría estar o no físicamente asociada con la primera.

El papel clave del espectrógrafo CAFE

Para resolver esta dicotomía en la interpretación de los resultados derivados por los diferentes grupos de investigación, se decidió recurrir a la técnica de la velocidad radial. Así, se obtuvieron espectros de alta resolución con CAFE, el Calar Alto Fiber-fed Échelle spectrograph del Observatorio Astronómico Hispano Alemán de Calar Alto (Almería), casi inmediatamente después de ponerse en marcha.

Los datos obtenidos con CAFE confirman, de manera independiente, la presencia de un planeta de una masa 1,09 veces la de Júpiter, un valor perfectamente compatible con la estimación previa mediante el análisis de las modulaciones de la curva de luz. Además, esta concordancia entre las dos técnicas permite validar el uso de las modulaciones en la curva de luz de la estrella como un método emergente de confirmación planetaria.

El artículo que describe estos resultados, liderado por Jorge Lillo-Box y David Barrado, investigadores del departamento de Astrofísica en el CAB, ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics Letters.