Misión CHEOPS
CHEOPS significa CHcaracterizandomixOPlanetSsatélite (satélite de caracterización de exoplanetas)
Impresión artística de CHEOPS. Crédito: © ESA / ATG medialab
¿Qué es el método de tránsito de exoplanetas?
Los exoplanetas se descubrieron por primera vez en 1995dos astrónomos suizos, Michel Mayor y Didier Kelos, que fueron galardonados con el Premio Nobel el año pasado por este descubrimiento. El método de tránsito permite detectar y estudiar exoplanetas. Los telescopios miden el resplandor de las estrellas para confirmar la presencia de planetas alrededor de la estrella. El caso es que con cada paso de un planeta frente a una estrella, se produce su oscurecimiento. Los cambios cíclicos de brillo muestran el paso de un planeta entre la Tierra y la estrella.
La NASA tiene su propio satélite, que fue creado.para detectar exoplanetas mediante el método de tránsito - TESS. Se trata de un telescopio espacial diseñado para el descubrimiento de exoplanetas mediante el método de tránsito, desarrollado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts como parte del Programa de Exploración Menor de la NASA. Lanzado el 18 de abril de 2018. En agosto de 2020, TESS completó con éxito su misión.
La misión CHEOPS de la ESA, por su parte, estála primera misión para estudiar estrellas brillantes cercanas que ya se sabe que albergan exoplanetas, con el objetivo de realizar observaciones de alta precisión del tamaño del planeta cuando pasa frente a su estrella. CHEOPS se centrará en planetas que varían en tamaño desde súper Tierras hasta Neptuno, y sus datos permitirán determinar la densidad aparente de los planetas. Este será el primer paso hacia la comprensión de estos mundos alienígenas.
Primeros indicadores de misión
Después de lanzarse a la órbita, el satélite inmediatamenterecibió observaciones prometedoras de estrellas conocidas con exoplanetas. Ya en enero, CHEOPS realizó las primeras imágenes deliberadamente borrosas de las estrellas. El desenfoque deliberado está en el corazón de la estrategia de observación de la misión, que mejora la precisión de la medición al distribuir la luz de estrellas distantes a través de muchos de sus píxeles detectores.
La precisión es la clave de la investigación actualexoplanetas. Se sabe que más de 4.000 planetas descubiertos orbitan alrededor de estrellas distintas del Sol. Una continuación clave del estudio de estos mundos es determinar las características de los planetas, indicando las restricciones sobre su estructura, formación y evolución.
La misión de Keops es precisamente determinarcaracterísticas de los exoplanetas midiendo con precisión su tamaño. Sin embargo, antes de anunciar su preparación para esta misión, el pequeño satélite de 1,5 metros de tamaño tuvo que pasar por una gran cantidad de pruebas.
Pruebas importantes "Cheops"
Con la primera serie de pruebas de vuelo realizadas enDe enero a febrero, los expertos de la misión comenzaron a analizar la respuesta del satélite, en particular el telescopio y el detector, en condiciones espaciales reales. A partir de marzo, CHEOPS se ha centrado en estrellas bien estudiadas.
Para medir qué tan bien funciona CHEOPS,Primero necesitábamos observar estrellas cuyas propiedades fueran bien conocidas, estrellas con “buen comportamiento” seleccionadas a mano, debían ser estables y sin signos de actividad.
Keith Isaac, científico del proyecto Cheops de la ESA
Este enfoque permitió a los equipos de la ESA, el consorciomission y Airbus Spain, el contratista general, para garantizar que el satélite sea tan preciso y estable como sea necesario para lograr sus ambiciosos objetivos.
Dentro de las dos semanas posteriores al lanzamiento en órbitaCHEOPS observó dos estrellas de exoplanetas cuando "pasaban" frente a su estrella anfitriona y bloquearon parte de la luz estelar. La misión fue creada para observar los tránsitos de exoplanetas conocidos, para medir el tamaño de los planetas con una precisión sin precedentes, así como para determinar su densidad combinando estos resultados con mediciones independientes de sus masas.
Uno de los objetivos era HD 93396, un subgigantela estrella amarilla, ubicada a 320 años luz de distancia, es un poco más fría y tres veces más grande que nuestro Sol. El foco de las observaciones fue KELT-11b, un planeta gaseoso regordete aproximadamente un 30% más grande que Júpiter, en una órbita mucho más cercana a la estrella que Mercurio al Sol.
© ESA
La curva de luz de esta estrella muestra un clarola caída provocada por el paso de ocho horas de KELT-11b. Basándose en estos datos, los científicos determinaron con mucha precisión el diámetro del planeta: 181,600 km, con un error de poco menos de 4300 km.
Cheops reconoce la primera curva de luz de un exoplaneta.© ESA
Las medidas tomadas por CHEOPS resultaron ser cinco vecesmás precisa que las mediciones de la Tierra. Willie Benz, investigador principal del consorcio de misiones y profesor de astrofísica en la Universidad de Berna, dijo: "Esto nos da una idea de lo que podemos lograr con CHEOPS en los próximos meses y años".
El primer descubrimiento de "Keops"
CHEOPS cumplió las expectativas de los científicos ya despuésUnos pocos meses. Recientemente, las observaciones con este telescopio espacial revelaron detalles del exoplaneta WASP-189b, uno de los planetas más extremos conocidos.
Ocho meses después del lanzamiento del espacioEl telescopio CHEOPS produjo la primera publicación científica utilizando datos CHEOPS. Utilizando datos de CHEOPS, los científicos realizaron recientemente un estudio detallado del exoplaneta WASP-189b. Los resultados de la investigación han sido aceptados para su publicación en la revista.Astronomía y Astrofísica. "Estas observaciones demuestran que CHEOPS está a la altura de sus altas expectativas de rendimiento", dijo Benz.
Uno de los planetas más extremos del universo.
WASP-189b, objetivo de observación CHEOPS, presentaes un exoplaneta que orbita HD 133112, una de las estrellas más calientes que jamás haya tenido un sistema planetario. "El sistema WASP-189 está a 322 años luz de distancia en la constelación de Libra", explica Monica Lendl, autora principal del estudio en la Universidad de Ginebra y miembro del Centro Nacional de Competencia PlanetS.
¿Por qué es tan interesante WASP-189b?
El objeto WASP-189b es especialmente interesante porqueun gigante gaseoso que orbita muy cerca de su estrella madre. Se tarda menos de tres días en volar alrededor de su estrella y está 20 veces más cerca de la estrella que la Tierra del Sol. El planeta tiene más de 1,5 veces el tamaño de Júpiter, el planeta más grande del sistema solar.
Los objetos planetarios como WASP-189b son muyexótico. Tienen un lado diurno constante, que siempre está iluminado por la luz de una estrella y, en consecuencia, un lado nocturno constante. Esto significa que el clima de un planeta así es completamente diferente del clima de los gigantes gaseosos (Júpiter y Saturno) de nuestro sistema solar. Los científicos también estimaron que la temperatura de WASP-189b era de 3200 grados Celsius. Estos planetas se denominan "Júpiter supercalientes". A una temperatura tan alta, el hierro se funde e incluso se vuelve gaseoso.
“Este objeto — Uno de los planetas más extremos que conocemos”, subraya Lendl.
Gráficos de información de WASP 189. © ESA
¿Qué medidas se tomaron para estudiar el planeta?
El problema es que los científicos no pueden verse a sí mismos.planeta porque está demasiado lejos de la Tierra y demasiado cerca de su estrella madre. Como consecuencia, los astrónomos deben confiar en métodos indirectos.
Para hacer esto, CHEOPS utiliza alta precisiónMedidas de brillo: cuando un planeta pasa por delante de su estrella, es decir, hace un tránsito, la estrella aparece más débil por poco tiempo. Por supuesto, visto desde la Tierra.
Impresión artística de WASP-189© ESA
Dado que el exoplaneta WASP-189b está cercaa su estrella y su lado diurno es tan brillante que los científicos han medido incluso la luz "ausente" cuando el planeta pasa detrás de su estrella, es decir, durante un eclipse. El equipo de investigación observó varios de estos eclipses de WASP-189b utilizando CHEOPS. El planeta no parece reflejar mucha luz estelar. En cambio, la mayor parte de la luz de las estrellas es absorbida por el planeta, calentándola y haciéndola brillar.
Sin embargo, los científicos creen que el planeta no esmuy reflectante ya que no hay nubes en su lado diurno. Y esto no es sorprendente: los modelos teóricos afirman que las nubes no se pueden formar a temperaturas tan altas.
Además, los científicos han descubierto que el pasajegigante de gas frente a su estrella asimétricamente. Esto sucede cuando una estrella tiene áreas más brillantes y más oscuras en su superficie. Gracias a los datos de CHEOPS, los científicos pueden concluir que la propia estrella gira y tan rápidamente que su forma es más bien elipsoidal que esférica. La estrella se extiende en el ecuador.
¿Cuál es el resultado final?
La estrella alrededor de la cual gira WASP-189b,muy diferente al sol. Es considerablemente más grande y más de 2000 grados centígrados más caliente. Debido a que hace tanto calor, la estrella parece azul en lugar de amarillo-blanco como el sol.
Se sabe que sólo unos pocos planetas orbitanalrededor de estrellas tan calientes, y este sistema es, con diferencia, el más brillante. Como resultado, también sirve como guía para futuras investigaciones. “Esperamos más descubrimientos interesantes de exoplanetas a partir de las observaciones de CHEOPS. Los siguientes artículos ya están en preparación”, concluye el investigador jefe del consorcio de la misión.
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