Moléculas faltantes en atmósferas de exoplanetas

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Todos los días, me despierto y hojeo los títulos y resúmenes de artículos recientes publicados en arXiv. ¿De cuántos Júpiter más calientes realmente quieres escuchar? Si se trata de un récord de alguna manera, lo leeré. Otra forma en que prestaré atención es si hay informes de detecciones de detección espectroscópica de componentes de la atmósfera. Si bien en un puñado de planetas en tránsito se han descubierto líneas espectrales, todavía son bastante raros y los nuevos descubrimientos ayudarán a limitar nuestra comprensión de cómo se forman los planetas.

El santo grial en este campo sería descubrir firmas elementales de moléculas que no se forman naturalmente y que son características de la vida (tal como la conocemos). En 2008, un periódico anunció la primera detección de CO2 en una atmósfera de exoplanetas (la de HD 189733b), que, aunque no exclusivamente, es una de las moléculas trazadoras para la vida. Si bien HD 189733b no es un candidato para las búsquedas de ET, todavía fue notable primero.

Por otra parte, tal vez no. Un nuevo estudio arroja dudas sobre el descubrimiento y el informe de varias moléculas en las atmósferas de otro exoplaneta.

Hasta ahora ha habido dos métodos por los cuales los astrónomos han intentado identificar especies moleculares en la atmósfera de exoplanetas. El primero es mediante el uso de la luz de las estrellas, filtrada por la atmósfera del planeta para buscar líneas espectrales que solo están presentes durante el tránsito. La dificultad con este método es que, difundir la luz para detectar los espectros debilita la señal, a veces hasta el punto en que se pierde en el ruido sistemático del telescopio. La alternativa es utilizar observaciones fotométricas, que observan el cambio de luz en diferentes rangos de color, para caracterizar las moléculas. Dado que todos los rangos están agrupados, esto puede mejorar la señal, pero esta es una técnica relativamente nueva y la metodología estadística para esta técnica todavía es inestable. Además, dado que solo se puede usar un filtro a la vez, las observaciones generalmente deben tomarse en diferentes tránsitos, lo que permite que las características de la estrella cambien debido a las manchas de la estrella.

El estudio de 2008 de Swain et al. que anunció la presencia de CO2 utiliza el primero de estos métodos Su problema comenzó al año siguiente cuando un estudio de seguimiento realizado por Sing et al. Error al reproducir los resultados. En su artículo, el equipo de Sing declaró: "O el espectro de transmisión del planeta es variable o los errores sistemáticos residuales aún afectan los bordes de Swain et al. espectro."

El nuevo estudio, realizado por Gibson, Pont y Aigrain (trabajando de las Universidades de Oxford y Exeter) sugiere que las afirmaciones del equipo de Swain fueron el resultado de este último. Sugieren que la señal se inunda con más ruido que Swain et al. representaron. Este ruido proviene del propio telescopio (en este caso, el Hubble, ya que estas observaciones tendrían que hacerse desde la atmósfera de la Tierra, lo que agregaría su propia firma espectral). Específicamente, informan que dado que hay cambios en el estado del detector en sí mismos que a menudo son difíciles de identificar y corregir, el equipo de Swain subestimó el error y dio lugar a un falso positivo. El equipo de Gibson pudo reproducir los resultados usando el método de Swain, pero cuando aplicaron un método más completo que no suponía que el detector pudiera calibrarse tan fácilmente usando observaciones de la estrella fuera del tránsito y en diferentes órbitas del Hubble, la estimación de los errores aumentó significativamente, inundando la señal que Swain afirmó haber observado.

El equipo de Gibson también revisó el caso de detecciones de moléculas en la atmósfera de un planeta solar adicional alrededor de XO-1 (en el cual Tinetti et al. Informaron haber encontrado metano, agua y CO2) En ambos casos, nuevamente encuentran que las detecciones fueron exageradas y que la capacidad de provocar la señal de los datos dependía de métodos cuestionables.

Esta semana parece ser una mala semana para aquellos que esperan encontrar vida en planetas extrasolares. Con este artículo poniendo en duda nuestra capacidad para detectar moléculas en atmósferas distantes y la reciente precaución sobre la detección de Gliese 581g, uno podría preocuparse por nuestra capacidad para explorar estas nuevas fronteras, pero lo que esto realmente subraya es la necesidad de refinar nuestras técnicas y sigue mirando más profundamente. Esta ha sido una reevaluación franca del estado actual del conocimiento, pero de ninguna manera pretende limitar nuestros descubrimientos futuros. Además, así es como funciona la ciencia; Los científicos revisan los datos y conclusiones de cada uno. Entonces, mirando el lado positivo, la ciencia funciona, incluso si no nos dice exactamente lo que nos gustaría escuchar.

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