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    Descubriendo exoplanetas con ondas gravitacionales

    Representación artística de ondas gravitacionales producidas por un sistema enano blanco binario compacto con un compañero planetario de masa joviana. Crédito:Simonluca Definis

    En un artículo reciente en Astronomía de la naturaleza , investigadores del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein / AEI) en Potsdam y de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA) en Saclay, París sugiere cómo el planeado observatorio de ondas gravitacionales LISA puede detectar exoplanetas orbitando binarias enanas blancas en todas partes de la Vía Láctea y en las cercanas Nubes de Magallanes. Este nuevo método superará ciertas limitaciones de las técnicas actuales de detección electromagnética y podría permitir que LISA detecte planetas de hasta 50 masas terrestres.

    En las últimas dos décadas, el conocimiento de los exoplanetas ha aumentado significativamente, y se han descubierto más de 4000 planetas que orbitan una gran variedad de estrellas. Hasta ahora, las técnicas utilizadas para encontrar y caracterizar estos sistemas se basan en la radiación electromagnética y se limitan a la vecindad solar y algunas partes de la galaxia.

    En un artículo reciente publicado en Astronomía de la naturaleza , Dr. Nicola Tamanini, investigador del AEI de Potsdam y su colega la Dra. Camilla Danielski, investigadores del CEA / Saclay (París) muestran cómo estas limitaciones pueden superarse mediante la astronomía de ondas gravitacionales. "Proponemos un método que utiliza ondas gravitacionales para encontrar exoplanetas que orbitan estrellas enanas blancas binarias, "dice Nicola Tamanini. Las enanas blancas son muy viejos y pequeños remanentes de estrellas que alguna vez fueron similares al sol". LISA medirá ondas gravitacionales de miles de enanas blancas binarias. Cuando un planeta está orbitando un par de enanas blancas, el patrón de ondas gravitacionales observado se verá diferente en comparación con el de un binario sin planeta. Este cambio característico en las formas de onda gravitacionales nos permitirá descubrir exoplanetas ".

    El nuevo método explota la modulación de desplazamiento Doppler de la señal de onda gravitacional causada por la atracción gravitacional del planeta en el binario de la enana blanca. Esta técnica es el análogo de ondas gravitacionales del método de velocidad radial, una técnica bien conocida utilizada para encontrar exoplanetas con telescopios electromagnéticos estándar. La ventaja, sin embargo, de las ondas gravitacionales es que no se ven afectadas por la actividad estelar, lo que puede obstaculizar los descubrimientos electromagnéticos.

    En su papel Tamanini y Danielski muestran que la próxima misión de la ESA LISA (Antena espacial de interferómetro láser), programado para su lanzamiento en 2034, puede detectar exoplanetas de masa de Júpiter alrededor de binarias enanas blancas en todas partes de la galaxia, superando las limitaciones de distancia de los telescopios electromagnéticos. Es más, señalan que LISA tendrá el potencial de detectar esos exoplanetas también en galaxias cercanas, posiblemente conduciendo al descubrimiento del primer exoplaneta unido extragaláctico.

    "LISA se dirigirá a una población de exoplanetas que aún no han sido analizados, ", explica Tamanini." Desde una perspectiva teórica, nada impide la presencia de exoplanetas alrededor de enanas blancas binarias compactas ". Si estos sistemas existen y son encontrados por LISA, Los científicos obtendrán nuevos datos para desarrollar aún más la teoría de la evolución planetaria. Comprenderán mejor las condiciones bajo las cuales un planeta puede sobrevivir a la (s) fase (s) de gigante roja estelar y también probarán la existencia de una segunda generación de planetas. es decir., planetas que se forman después de la fase de gigante roja. Por otra parte, si LISA no detecta exoplanetas orbitando binarias enanas blancas, los científicos podrán establecer limitaciones en la etapa final de la evolución planetaria en la Vía Láctea.


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