22 Feb 2023. Granada

El instrumento CARMENES multiplica el número de planetas conocidos en la vecindad solar

Se hacen públicas veinte mil observaciones de CARMENES, obtenidas desde el telescopio de 3.5 metros del Observatorio de Calar Alto (CAHA). El instrumento, codesarrollado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha permitido descubrir 59 planetas, algunos en la zona de habitabilidad

El consorcio del proyecto CARMENES acaba de publicar los datos correspondientes a unas veinte mil observaciones tomadas entre 2016 y 2020, de una muestra de 362 estrellas frías cercanas. El instrumento, que opera desde el telescopio de 3.5 metros del Observatorio de Calar Alto, se centra en la búsqueda de exoplanetas similares a la Tierra (rocosos y templados) con posibilidad de albergar agua líquida en superficie si se hallan en la zona de habitabilidad de su estrella. Entre la multitud de datos liberada destacan los que han permitido el descubrimiento de 59 exoplanetas, una decena de ellos potencialmente habitables. Los resultados se publican en la revista Astronomy & Astrophysics.

“Desde que entró en funcionamiento, CARMENES ha reanalizado diecisiete planetas conocidos y ha descubierto y confirmado 59 nuevos planetas en la vecindad de nuestro Sistema Solar, contribuyendo notablemente a ampliar el censo de exoplanetas próximos”, señala Ignasi Ribas, investigador del Institut de Ciències de l’Espai, (IEEC-CSIC) que encabeza el artículo.

De hecho, este instrumento ha multiplicado el número de exoplanetas que conocemos alrededor de estrellas frías cercanas. Esta primera liberación de datos permitirá su uso en abierto a la comunidad científica internacional, lo que incrementará la producción científica de CARMENES, que ha observado prácticamente la mitad de todas las estrellas pequeñas cercanas (una parte de ellas solo puede observarse desde el hemisferio sur). Además, los espectros obtenidos proporcionan también información de gran valor sobre las atmósferas de las estrellas y sus planetas.

El artículo publicado en Astronomy & Astrophysics es, precisamente, el número cien del consorcio CARMENES, lo que muestra el éxito del proyecto. En este estudio se han liberado los datos correspondientes a la información obtenida en luz visible, y en el futuro tendrá lugar una segunda liberación de datos con las medidas en el infrarrojo.

En la imagen se muestran como puntos grises todos los planetas descubiertos con el mismo método que CARMENES, pero con otros instrumentos. En el período 2016-2020, CARMENES ha descubierto y confirmado 6 planetas ‘tipo Júpiter’ (con masas más de 50 veces la de la Tierra), 10 ‘Neptunos’ (de 10 a 50 masas terrestres) y 43 Tierras y supertierras (hasta 10 masas terrestres). El eje vertical muestra el tipo de estrella sobre la que los planetas orbitan, desde las enanas rojas más frías y pequeñas hasta estrellas más brillantes y calientes (el Sol correspondería a la segunda desde arriba). El eje horizontal da una idea de la distancia del planeta a la estrella, al mostrar el tiempo que tardan en completar la órbita. Los planetas que se encuentran en la zona habitable (indicada por la franja azul) pueden albergar agua líquida en la superficie. Crédito: Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)

En la imagen se muestran como puntos grises todos los planetas descubiertos con el mismo método que CARMENES, pero con otros instrumentos. En el período 2016-2020, CARMENES ha descubierto y confirmado 6 planetas ‘tipo Júpiter’ (con masas más de 50 veces la de la Tierra), 10 ‘Neptunos’ (de 10 a 50 masas terrestres) y 43 Tierras y supertierras (hasta 10 masas terrestres). El eje vertical muestra el tipo de estrella sobre la que los planetas orbitan, desde las enanas rojas más frías y pequeñas hasta estrellas más brillantes y calientes (el Sol correspondería a la segunda desde arriba). El eje horizontal da una idea de la distancia del planeta a la estrella, al mostrar el tiempo que tardan en completar la órbita. Los planetas que se encuentran en la zona habitable (indicada por la franja azul) pueden albergar agua líquida en la superficie. Crédito: Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)

El proyecto CARMENES continúa a través de CARMENES Legacy-Plus. Coliderado por el IAA-CSIC y el ICE-CSIC, se trata de la continuación natural y la ampliación de las exitosas observaciones con el instrumento, que han acumulado casi ochocientas noches útiles de observación durante cinco años. Está pensado como un monitoreo exhaustivo para detectar y caracterizar sus exoplanetas durante trescientas noches.

“Además del proyecto científico, desde el IAA-CSIC, y en estrecha colaboración con los técnicos e ingenieros del Observatorio de Calar Alto, estamos desarrollando una mejora técnica para dotar de más precisión a todo el instrumento, y en particular al canal infrarrojo. Denominado CARMENES-PLUS, este proyecto instrumental permitirá mantener la alta competitividad de CARMENES, no solo ampliando su búsqueda de planetas rocosos sino también permitiendo la caracterización de sus posibles atmósferas, que constituye el siguiente reto observacional en el campo –destaca Pedro J. Amado, investigador del IAA-CSIC que coordinó el desarrollo del brazo infrarrojo de CARMENES y que encabeza CARMENES-PLUS.

Un instrumento único

CARMENES emplea la técnica de velocidad radial, que busca diminutas oscilaciones en el movimiento de las estrellas generadas por la atracción de los planetas que giran a su alrededor. Y lo hace en torno a estrellas enanas rojas (o enanas M), más pequeñas que nuestro Sol, que ofrecen las condiciones para la existencia de agua líquida en órbitas cercanas y en las que, a diferencia de las de tipo solar, podemos detectar las oscilaciones producidas por planetas similares al nuestro con la tecnología actual.

CARMENES es un instrumento único en el mundo, tanto en precisión como en estabilidad, cualidades indispensables para medir las pequeñas variaciones de velocidad que un planeta produce en las estrellas: CARMENES detecta variaciones de velocidad en el movimiento de estrellas situadas a cientos de billones de kilómetros con una precisión del orden de un metro por segundo. Para ello, trabaja en condiciones de vacío y con temperaturas controladas hasta la milésima de grado.

CARMENES ha sido desarrollado por un consorcio de once instituciones alemanas y españolas. En España participan el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que colidera el proyecto y ha desarrollado el canal infrarrojo, el Institut de Ciències de l’Espai, (IEEC-CSIC), la Universidad Complutense de Madrid (UCM), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA). Ha obtenido financiación de la Sociedad Max Planck (MPG), el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y los miembros del consorcio CARMENES, con contribuciones del Ministerio de Economía y Hacienda español (MINECO), los estados de Baden-Württemberg y Baja Sajonia, la Fundación Alemana para la Ciencia (DFG), la Fundación Klaus Tschira (KTS), la Junta de Andalucía y la Unión Europea a través de los fondos FEDER/ERF.

Referencia bibliográfica:

I. Ribas et al. «The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Guaranteed Time Observations Data Release 1 (2016-2020)». Astronomy & Astrophysics, Feb. 2023.

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