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) Lograr detectar planetas tipo terrestre en torno a estrellas cercanas utilizando los espectrógrafos ultraestables más avanzados que se están desarrollando, como el instrumento ESPRESSO, co-liderado por el IAC para el VLT (ESO); HORUS, liderado por el IAC para el GTC; el instrumento CARMENES para el telescopio CAHA, de 3,5m, en el que participa el IAC; y estudios fotométricos de alta precisión como la misión especial CoRoT , en la que colabora un equipo del IAC;

2) El estudio de atmósferas exoplanetarias desde gigantes gaseosas a planetas tipo Tierra para conocer su estructura, su superficie y su atmósfera de modo que se pueda evaluar la habitabilidad de los planetas tipo Tierra que se espera descubrir. El IAC aprovechará la excepcional capacidad de obtención de imágenes con filtros sintonizables  del GTC y su instrumento OSIRIS complementadas con un singular acceso en Europa a instrumentación de espectroscopía y fotometría de precisión de amplia cobertura a través las redes de telescopios SONG y LCOGT, que pronto entrarán en funcionamiento;

3) Estudiar la formación de sistemas planetarios y de la Tierra mediante estudos detallados de la composición química de estrellas con planetas orbitando a su alrededor;

4) Estudiar las características físicas de distintas poblaciones y de familias de cuerpos menores del Sistema Solar, tales como asteroides, cometas, objetos transneptunianos, etc., con el fin de obtener información sobre su papel en su origen y evolución y sobre cómo pudieron influir en el origen de la vida aportando agua y compuestos orgánicos a la Tierra primitiva. 

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.
• Construir la electrónica de vuelo del detector de infrarrojo medio IRCAM de JEM-EUSO y tomar parte en futuras misiones a asteroides primitivos, tales como NASA OSIRIS-Rex.

Resultados científicos específicos:

2012

• El estudio empírico de atmósferas super-Tierra ha dado sus primeros resultados con el GTC. El IAC está llevando a cabo de manera sistemática el análisis de la composición química de estrellas que tienen planetas tipo Tierra orbitando a su alrededor.
• Se han desarrollado y aplicado con éxito herramientas para la detección de eclipses en las curvas de luz. Se ha desarrollado un sistema combinado de frecuencia de laser en colaboración con el ESO que ha demostrado tener un potencial extraordinario para la investigación astronómica (publicado en Nature).
• El IAC contribuyó con éxito al diseño final de la optomecánica de  CARMENES y de ESPRESSO, dos potentes instrumentos utilizados en la búsqueda de planetas de tipo terrestre en las estrellas más cercanas.
• Herramientas para aplicar los modelos térmicos de asteroides a los datos públicos obtenidos por el programa WISE de la NASA y deducir su tamaño, albedo y parámetro de "beaming". Determinación de las propiedades térmicas de asteroides primitivos de tipo B partiendo de los datos de WISE (publicado en  Astronomy & Astrophyscs)
• Estudio de los mecanismos de emisión de polvo del cometa del Cinturón Principal P/2012 F5 (Gibbs) mediante la obtención de imágenes en el visible y espectroscopía utilizando en GTC (publicado en The Astrophyscial Journal Letters).

2013

• El IAC contribuyó con éxito al diseño preliminar de la IRCAM para la misión JAXA de JEM-EUSO y a la fase A del THERMAP de la misión MarcoPolo-R de la ESA.
• Estudio de los mecanismos de emisión de polvo de los cometas del Cinturón Principal (300163) 2006 VW139 y P/2012 T1 (PANSTARRS) mediante la obtención de imágenes en el visible y espectroscopía utilizando el GTC (publicado en The Astrophyscial Journal Letters).
• Observaciones en el rango visible y en el infrarrojo del asteroide 2012 DA14, potencialmente peligroso para la Tierra, durante su máxima aproximación, el 15 de febrero de 2013. Se trata del mayor acercamiento previsto con antelación de un asteroid, y sus observaciones permitieron determinar su composición mineralógica, similar a la de las condritas carbonatadas (publicado en Astronomy & Astrophysics).

• El estudio de la atmósfera de la estrella super-Tierra GJ1214b se ha llevado a cabo utilizando datos del visible y del infrarrojo cercano obtenidos con telescopios de la clase 4 metros.  Este estudio refuerza las pruebas de que un espectro plano es indicador de una atmósfera con nubes y compuestos de peso molecular alto. (aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics).

• Mediante un análisis detallado y homogéneo de la observación de 38 tránsitos del exoplaneta WASP-4b se han podido mejorar los parámetros físicos del sistema y realizar modelos de manchas estelares. Además, el análisis temporal de los tránsitos confirma un período orbital constante del exoplaneta, lo que descarta la presencia de planetas adicionales en el sistema, especialmente en resonancias orbitales (publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).