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La luz dispersada podría revelar atmósferas exóticas

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La luz dispersada podría revelar atmósferas exóticas

Mensaje por alan d el Mar Feb 21, 2012 5:39 am

La luz dispersada por mundos distantes podrían ayudar a revelar detalles de sus atmósferas que ningún otro método puede descubrir, los científicos a encontrar.


Planeta extrasolar Upsilon Andromedae d se encuentra en la zona habitable y si lo suficientemente grandes lunas de Upsilon Andromedae d los hay, puede ser capaz de soportar el agua líquida, ya que la imagen muestra. En el horizonte de esta hipotética luna se puede ver Upsilon Andromedae d, posiblemente un planeta de clase II (Sudarsky clasificación): ya que es demasiado caliente para formar nubes de amoníaco, se los están formadas por vapor de agua, de color blanco en lugar del característico color amarillo -rojizo, las nubes de Júpiter y Saturno. Crédito: Lucianomendez


Casi todos los astrónomos tienen información de las atmósferas de planetas alienígenas o exoplanetas proviene de mundos cuyas órbitas resultan ser alineadas con precisión, desde nuestro punto de vista. Una vez en cada órbita, estos exoplanetas ir delante de (tránsito) de su estrella desde nuestro punto de vista, y la luz de las estrellas pasa a través de las atmósferas de estos planetas en su camino a la Tierra. Las moléculas en estas atmósferas exóticas absorber parte de esta luz de las estrellas, dando lugar a patrones conocidos como espectros que permiten a los científicos a identificar lo que son.

Sin embargo, "sabemos de muchos otros planetas que no pasen sus estrellas anfitrionas, y por lo tanto no sabemos casi nada acerca de esos ambientes", dijo el astrónomo Sloane Wiktorowicz en la Universidad de California en Santa Cruz. De hecho, "menos del 10 por ciento de los exoplanetas conocidos han tenido sus atmósferas detectado. Esto es así porque los planetas son por lo menos un millar de veces más débiles que las estrellas de acogida."

En lugar de mirar a las estrellas que ha pasado a través de atmósferas exóticas en su camino a la Tierra, Wiktorowicz y sus colegas apuntan a buscar la luz que se dispersa fuera de atmósferas exóticas. Esta estrategia debería funcionar igual de bien para los exoplanetas en órbita, tanto en tránsito y no en tránsito-, "que se abrirán muchos planetas previamente no estudiados para la exploración", explicó.

Tripping the Light Fantastic

Para entender cómo funciona esta estrategia, se puede pensar de todas las ondas de luz como los campos eléctricos ondulantes hacia arriba y abajo, izquierda y derecha, o en cualquier ángulo en el medio, una propiedad conocida como polarización. Cuando las estrellas se dispersada por la atmósfera de un planeta, sus cambios de polarización de una manera que lo hace distinto tanto de la luz directa de una estrella y la luz que rebota de la superficie de un planeta. El análisis de esta polarización, una técnica conocida como la polarimetría, podría dar detalles no sólo sobre la existencia de una atmósfera extraña, sino también su composición y la forma en que podría estar estructurada en diferentes capas.

"La polarimetría proporciona información adicional sobre la fotometría - Brillo planeta de medición en diferentes colores - porque no hay información adicional codificada en la polarización de la luz dispersada", dijo el astrofísico Sara Seager del Instituto Tecnológico de Massachusetts, quien fue el primero en proponer estudios polarimetría para los exoplanetas . "Esta información adicional nos puede decir si o no nubes o brumas están presentes, y algo sobre las propiedades de las nubes o brumas. Es una información que es difícil de conseguir de otra manera."

El ejemplo canónico son las nubes de Venus, explicó Seager. "Muy temprano en los estudios de la atmósfera planetaria, las personas pensaron que Venus podría tener nubes de agua", dijo. Aunque las mediciones fotométricas de Venus no pudo identificar únicamente las gotas en las nubes, los estudios polarimetría de mediciones basadas en tierra registrados en la década de 1970 descubrió las nubes de Venus eran gotas de ácido sulfúrico, los resultados confirmados a través de la nave espacial enviada al planeta.

Con la polarimetría, "podemos decir si las nubes están presentes en los exoplanetas y, potencialmente, lo que están hechas las nubes", dijo Seager.


Cuando un planeta pasa por delante de su estrella madre, el brillo de la estrella disminuye. Crédito: Hans Deeg

"Es una forma completamente nueva de mirar a los planetas extrasolares, una técnica completamente nueva para obtener información", dijo el astrónomo Greg Laughlin de la Universidad de California en Santa Cruz, quien no participó en esta investigación. "Es muy difícil obtener cualquier información acerca de lo que son como planetas extrasolares - que puede detectar que existen, pero todo lo que puedo decir acerca de sus propiedades físicas distintas de que es extraordinariamente valiosa Además, no requiere de un mil millones de dólares construir. en marcha - lo podemos hacer con los recursos existentes Creo que Sloane en la planta baja de algo que va a ser un gran problema "..

Una ventaja importante de esta estrategia "es que seamos capaces de estudiar la composición de las atmósferas de exoplanetas pequeños, en comparación con los telescopios terrestres", explicó Wiktorowicz. Esto es crucial para la investigación de exoplanetas futuro, dada la dificultad en la financiación de los observatorios espaciales como el Telescopio Espacial James Webb.

Una desventaja de este método es que cuanto más lejos del planeta orbita de su estrella, la más débil será. Esto significa que sólo el más cercano-en los planetas pueden ser estudiados con esta técnica, lo que significa que no será de mucha ayuda para encontrar nuevos exoplanetas - existentes estrategias de búsqueda de planetas ya son bastante buenos en descubrir mundos que están cerca de sus estrellas, Wiktorowicz dijo. Sin embargo, señaló que este método no tiene la intención de encontrar nuevos planetas - ". Por el contrario, es la intención de estudiar planetas que ya conocemos acerca de"

Para ver cómo las estrellas se polariza, Wiktorowicz y sus colegas desarrollaron un polarímetro sobre la base de las barras de vidrio que vibran decenas de miles de veces por segundo. Estos "moduladores fotoelásticos" cada uno de manera muy sutil altera la polarización de la luz de selección, dejando a otros sin cambios. La última versión de su instrumento, POLISH2, tiene dos de estas barras de vidrio que vibran, lo que le permite detectar simultáneamente todas las polarizaciones clave de la luz.

Bright líneas amarillas en el espectro de absorción de línea son producidos por el contenido de sodio en la atmósfera del planeta. Crédito: SpaceRef.com

La búsqueda de atmósferas de exoplanetas utilizando la polarimetría se ha llevado a cabo durante casi dos años con POLISH2, que se adjunta a 3 metros del Observatorio Lick de telescopio.

"Es increíble pensar que podríamos ser capaces de ver la luz dispersada por la superficie de un planeta a decenas de años luz de distancia", dijo Wiktorowicz.

Aunque POLISH2 ya debe ser lo suficientemente precisa para la detección de exoplanetas ", la cuestión es si mi sistema, y ​​las propias estrellas, son lo suficientemente estable como para permitir que esas detecciones", dijo Wiktorowicz. Hay muchos factores que pueden afectar lo que el instrumento observa todas las noches. "Cualquier cambio en el telescopio o la atmósfera o cualquier otra cosa podría causar un cambio en las mediciones - la cantidad de polvo que se posa sobre un espejo de telescopio de la noche a la siguiente realidad puede afectar a lo que se ve", explicó.

Para superar este reto, los investigadores tienen que dar cuenta de todas las perturbaciones minutos el polarímetro puede experimentar todas las noches - para establecer la escala a cero, en esencia. Esto lo hacen mirando a las estrellas cercanas. La luz de estas estrellas tiende a tener casi ninguna polarización, y por lo tanto ayuda a calibrar cada medición de otro instrumento hace. En contraste, la luz de estrellas más lejanas se ha encontrado con los granos de polvo interestelares más, que pueden reflejar algunos de distancia de los demás polarizaciones de luz, pero no, lo que hace a la luz de ellos que hace la Tierra alcance polarizada.

Tales observaciones de calibración son mucho tiempo - "un tercio de todas las noches se dedica a ellos", dijo Wiktorowicz.

Para aumentar sus posibilidades de encontrar planetas "Actualmente estoy trabajando en mejorar mi de procesamiento de datos, ya que exprimir hasta la última gota de información a partir de 500 gigabytes de datos por la noche puede ser difícil", dijo Wiktorowicz. "Una vez hecho esto, voy a volver a analizar los datos de mi edad, mientras que la recolección de datos nuevos, así, y es de esperar detectar algunos planetas."

Esta estrategia consiste en los sistemas de seguimiento de exoplanetas en diferentes momentos en la órbita de ese mundo. "Estoy pasando la mayor parte de mi esfuerzo en dos estrellas conocidas por tener un planeta cada uno", dijo Wiktorowicz. "Pero hace poco he añadido más de tres estrellas, y la lista aumentará con el tiempo." Al final, "espero poder estudiar unas pocas decenas de exoplanetas", añadió.

Llevar polarimetría a un telescopio de 10 metros que permiten el análisis de los exoplanetas todavía más. "Un telescopio más grande debe permitir a las pequeñas del tamaño de Neptuno, los planetas para ser detectados, lo que se cree que son muy diferentes de más grandes, del tamaño de Júpiter", dijo Wiktorowicz. Incluso ha habido interés en ejercitar instrumentos similares a POLISH2 a los telescopios de 30 metros que los grupos en Europa de los Estados Unidos y otros países están contemplando la construcción. "Por supuesto, tenemos que demostrar que funciona en los telescopios más pequeños primero", agregó.

Seager, quien no participó en este trabajo, señaló que "la investigación con exoplanetas es empujado hacia adelante sólo cuando la gente como Sloane son lo suficientemente valientes y audaces para impulsar una tecnología de la mayoría de la gente no creo que sea viable".

Wiktorowicz y sus colegas detallaron sus conclusiones el 11 de enero en la reunión anual de la Sociedad Astronómica Americana en Austin, Texas.

fuente, http://www.zeitnews.org/space-science/scattered-light-could-reveal-alien-atmospheres.html

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