Ondas gravitacionales y exoplanetas

Hasta el día de hoy, la cuenta de exoplanetas llega casi a los cuatro mil. Esto gracias a diversas técnicas que nos permiten detectar planetas orbitando estrellas lejanas. Todas estas técnicas se basan en luz que llega de las estrellas y algunas veces también de los exoplanetas. Pero en estos tiempos modernos, también es posible hacer astrofísica con diversas técnicas que no usan luz.

Desde hace algunos años hemos aprendido que se pueden observar objetos lejanos con técnicas alternativas como neutrinos u ondas gravitacionales. Intentaré explicar que es esto sin entrar en detalles técnicos de relatividad general. A mucha gente le gusta explicar al espacio-tiempo como una sábana, y a la gravedad como curvaturas en la sábana debida a la masa de objetos sobre ella. Pues una onda gravitacional es la perturbación generada en la sábana por la atracción de dos cuerpos. Algo así como una agitación recorriendo toda la sábana. Y mientras mayor interacción haya, la sábana (o sea el espacio-tiempo) se perturba más. Así que los telescopios que observan ondas gravitacionales detectan estas perturbaciones. Y es más fácil encontrar objetos donde la interacción gravitacional es mayor. Es por esta razón, que la primera detección de ondas gravitacionales fue debida a la fusión de dos agujeros negros. Pero ¿Es posible detectar exoplanetas así?

De entre todos los exoplanetas descubiertos, hay un tipo de ellos que personalmente me resulta muy interesante. Los llamados exoplanetas de periodo ultra corto. Esto quiere decir que estos exoplanetas orbitan su estrella en menos de un día. Sí, esto significa que el año en estos planetas dura menos de 24 horas.

Con todo esto en mente un equipo de astrónomos liderados por J. V. Cunha de la Escola de Ciencias e Tecnologia de Brasil calcularon si es posible detectar las ondas gravitacionales provenientes de la interacción gravitacional entre los planetas de periodo ultra corto y su estrella. Su primer resultado indica que con los instrumentos actuales no es posible detectarlos. Pero futuros instrumentos que están siendo planeados, como el instrumento LISA (Laser Interferometer Space Antenna, que se tiene planeado para el 2030) podrían detectarlos. Ellos estimaron que exoplanetas con periodos orbitales de 80 minutos podrían ser detectados fácilmente con la configuración estándard de LISA.

Los autores también discuten que además del posible descubrimiento de exoplanetas de periodo ultra corto, las ondas gravitacionales también podrían ser utilizadas para saber si hay más exoplanetas orbitando una estrella, e incluso para poner límites en las masas de exoplanetas gigantes con periodos largos.

Si bien falta tiempo para poder ver estos resultados, es una buena idea el preguntarse sobre nuevas técnicas para detectar exoplanetas. Una interesante pregunta es ¿Cuál crees será la cuenta de exoplanetas una vez que LISA esté funcionando?

Referencias:
Cunha et al., 2018, Gravitational Waves From Ultra Short Period Exoplanets, letter accepted in MNRAS (https://arxiv.org/pdf/1807.04877)
Créditos imagen e cabecera: NASA / CALTECH-JPL

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