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Sistemas planetarios y Sistema Solar

 

Cada mes se descubre un nuevo sistema planetario. El Proyecto Severo Ochoa contribuye a financiar el trabajo que se está realizando actualmente en el IAC sobre los siguientes temas relacionados con la línea de investigación sobre Sistemas Planetarios y Sistema Solar:

1) Comprender la amplia variedad de planetas extrasolares existentes y, en particular, lograr la detección de planetas de tipo terrestre alrededor de estrellas cercanas utilizando los espectrógrafos ultra-estables más avanzados que están en desarrollo (ESPRESSO, HIRES) o actualmente disponibles (HARPS Norte y Sur , CARMENES, SONG); y estudios fotométricos de alta precisión utilizando instalaciones terrestres (Super-WASP, QUES, LCOGT, MUSCAT) y misiones espaciales (CoRoT, Kepler K2CHEOPS, TESS y Plato). El IAC también participa en el desarrollo y explotación del espectrógrafo CARMENES. El principal objetivo científico de este instrumento es llevar a cabo un muestreo (2016-2018) de estrellas de la secuencia principal de tipo tardío con el objetivo de detectar planetas terrestres en su Zona Habitable.

2) Mejora de las técnicas de velocidades radiales para el descubrimiento de exo-Tierras. El IAC participa en varias búsquedas de planetas gigantes y rocosos y en el seguimiento de tránsitos de Super-WASP, Kepler K2 y CoRoT con técnicas de velocidad radial, usando espectrógrafos ultra-estables disponibles actualmente, como FIRES, HARPS Norte y Sur. El IAC co-lidera el instrumento ESPRESSO para el VLT, el espectrógrafo de alta resolución más preciso jamás construido. Este instrumento romperá la barrera para la precisión de las velocidades radiales estelares, actualmente de 1 m/s, empujándola hasta 0.1 m/s, permitiéndonos detectar planetas similares a la Tierra que orbitan estrellas de tipo solar.

3) La caracterización de las atmósferas exoplanetarias desde gigantes gaseosos a planetas tipo Tierra para obtener información sobre su estructura, condiciones superficiales y atmósferas, de modo que se pueda evaluar la habitabilidad de los planetas tipo Tierra que se espera descubrir. El IAC ha desarrollado técnicas para utilizar las instalaciones terrestres en el estudio de las atmósferas de exoplanetas con tránsitos. Resultados recientes con GTC/OSIRIS muestran un nivel de precisión que probablemente está entre los mejores obtenidos desde tiera. En los próximos años utilizaremos la nueva instrumentación para el GTC (EMIR, CIRCE), más un acceso único en Europa a instrumentación de espectroscopía y fotometría de precisión y amplia cobertura, a través de las redes de telescopios SONG y LCOGT. El IAC también participa en el satélite CHEOPS, que se dedicará a caracterizar las atmósferas exoplanetarias mediante la realización de fotometría de alta precisión en estrellas brillantes con planetas ya detectados. Además, la IAC está desarrollando nuevas instalaciones de imágenes de alta resolución para el GTC, que incluyen un sistema de óptica adaptativa basado en estrellas guía naturales (GTCAO) y una estrella guía láser (GTCAO-LGS), que permitirán la detección directa y caracterización espectroscópica de planetas gigantes jóvenes.

4) Estudiar la formación de sistemas planetarios mediante estudios detallados de la composición química de estrellas con planetas e investigando la existencia y evolución dinámica de los exoplanetas en sus primeras etapas de formación.

5) Estudiar las propiedades físicas de diferentes poblaciones y familias de cuerpos menores del Sistema Solar (asteroides, cometas, objetos trans-neptunianos, etc.) para obtener información sobre su papel en el origen y evolución del sistema y cómo pudieron influir en la génesis de la vida aportando agua y compuestos orgánicos a la Tierra primitiva. El IAC es parte del equipo científico de OSIRIS-REx Science desde 2011. OSIRIS-REx es una misión de la NASA aprobada para volar en 2016 al asteroide primitivo (101955) Bennu y encontrarse con él en 2018. El IAC también está ejecutando el PRIMitiv Asteroids Spectroscopic Survey (PRIMASS), que incluye espectros visibles y en el infrarrojo cercano de familias y poblaciones primitivas de asteroides, con el objetivo de caracterizar el material y la ocurrencia de alteración del agua a lo largo del sistema solar primitivo.

 

Objetivos:

  • Desarrollar técnicas espectroscópicas y de obtención de imágenes para buscar o detectar planetas de tipo terrestre.
  • Estudiar las atmósferas de planetas en otras estrellas para conocer mejor su estructura, su superficie y su atmósfera, incluyendo estudios sobre composición química que proporcionarán información acerca del origen y la evolución de nuestro propio mundo y de otros similares.
  • Determinar las propiedades físicas de cuerpos menores del Sistema Solar y buscar interrelaciones y vínculos con la historia de su movimiento, lo que nos proporcionará información acerca del origen y la evolución de nuestro propio sistema planetario.
  • Buscar pruebas de la presencia de agua helada y compuestos orgánicos en objetos primitivos, lo que nos dará información sobre la cantidad de agua helada y elementos orgánicos que llegaron a la Tierra gracias a las colisiones con cuerpos menores.

 

Resultados científicos específicos:

2016

  • Observaciones de imagen profunda del asteroide activado P/2016 G1 (PANSTARRS) utilizando el GTC han permitido obtener información sobre la cantidad de polvo expulsado por el asteroide y el mecanismo de expulsión (publicado en The Astrophyscial Journal Letters).
  • La sonda OSIRIS-REx, una misión con participación del IAC que estudiará uno de los asteroides más antiguos del Sistema Solar, fue lanzada con éxito desde Cabo Cañaveral en septiembre de 2016.
  • Se han estudiado las variaciones en el albedo de la Tierra, un parámetro climático fundamental para la comprensión del balance de radiación de la atmósfera, para el período 1998 - 2014 observando la Luna. Los resultados muestran dos modestos ciclos de escala decadal en el albedo terrestre, pero sin cambios netos significativos en los dieciséis años de datos acumulados (publicado en Geophysical Research Letters). 

2017

  • Descubrimiento de una super-Tierra en órbita alrededor de la estrella enana GJ536 basado en el análisis de las series temporales de velocidad radial de los espectrógrafos HARPS y HARPS-N (publicaso en Astronomy & Astrophysics).
  • Se han obtenido los primeros espectros de dos objetos trans-neptunianos extremos con el espectrógrafo OSIRIS en el GTC. Las observaciones respaldan la hipótesis del "Planeta Nueve", con un planeta en el rango de 10-20 masas terrestres, moviéndose en una órbita excéntrica e inclinada, con eje semi-mayor de 300-600 UA (publicado en MNRAS Letters).

 

Resultados previos (2012 - 2015)

MINECO
IAC
Contacto: severoochoa@iac.es
Instituto de Astrofisica de Canarias. C/ Via Láctea s/n 38200, La Laguna. Islas Canarias. España.
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