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Investigación
Nuestra misión
Bienvenido a Cazadores de Planetas TESS. ¡Con tu ayuda, podremos descubrir nuevos planetas alrededor de estrellas fuera de nuestro propio Sistema Solar!
El satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), lanzado recientemente, nos está proporcionando una gran cantidad de datos que permiten buscar planetas fuera de nuestro propio Sistema Solar. Durante los próximos dos años, TESS estará ocupado examinando doscientas mil estrellas brillantes cercanas, midiendo y registrando su brillo cada dos minutos. Con tu ayuda, esperamos descubrir muchos sistemas planetarios interesantes, lo que nos permitirá explorar la formación y evolución de estos mundos. Nuestros hallazgos podrían incluso acercarnos un paso más a contestar la pregunta que todos anhelamos responder: ¿Estamos solos en el Universo?
¡Tú podrías ser la primera persona en descubrir un planeta alrededor de una estrella cercana en la Vía Láctea! ¿Quieres intentarlo?
¿Qué es un Exoplaneta?
Créditos de la imagen: Nora Eisner (estrella adaptada de una imagen de la NASA).
Los exoplanetas son planetas más allá de nuestro propio Sistema Solar que orbitan estrellas distintas al Sol. La mejora radical de los telescopios en los últimos 50 años nos ha permitido encontrar miles de exoplanetas desde que se descubrió el primero a fines del siglo XX. Si bien muchos de estos exoplanetas hallados se parecen a los planetas que se encuentran en el Sistema Solar, también hemos encontrado sistemas extraños, incluyendo planetas gigantes en órbitas cercanas a su estrella (llamados "Jupiters calientes") y planetas que orbitan estrellas múltiples (planetas circumbinarios).
¿Cómo detectamos planetas?
Es extremadamente difícil ver exoplanetas de forma directa, incluso con los telescopios más grandes. Esto se debe a que están ocultos tras el brillo de su estrella anfitriona. Sin embargo, podemos inferir su presencia al monitorear la luz estelar.
TESS registra cómo el brillo de estrellas individuales varía con el tiempo. Esta serie temporal de mediciones de brillo se conoce como curva de luz. Cuando un exoplaneta pasa, o transita, frente a su estrella principal, la estrella se atenúa momentáneamente y vemos una caída en su curva de luz. Este método de detección de planetas se conoce como Método de tránsito y ha demostrado ser extremadamente eficaz.
Aquí hay un ejemplo simplificado de cómo se ve la curva de luz de un tránsito. Muestra que a medida que el planeta pasa frente a su estrella anfitriona, la luz que recibimos disminuye.
Créditos de la imagen: Nora Eisner.
Para que podamos observar un tránsito, es necesario que el sistema planetario esté orientado de modo que el planeta pase entre nosotros y la estrella anfitriona (como se muestra en el lado derecho de la imagen a continuación). Si este es el caso, veremos una caída de luz cada vez que el planeta complete una órbita alrededor de la estrella. Si el planeta no cruza nuestra línea de visión no observaremos un tránsito (como se muestra en la figura de la izquierda).
Créditos de la imagen: Nora Eisner.
Este breve video muestra el comportamiento de la curva de luz a medida que un planeta pasa frente a una estrella:
Créditos de la imagen: Oscar Barragán.
El tamaño de la caída en la curva de luz depende tanto del tamaño de la estrella como del tamaño del planeta. Por ejemplo, para una estrella de un tamaño dado, si el planeta en tránsito es más grande bloqueará más luz estelar y, por lo tanto, la caída en la curva de luz será mayor. Por su vez, para un planeta de un cierto tamaño, si la estrella es más grande (por ejemplo una enana G como el Sol) el tránsito será más superficial que si la estrella es más pequeña (por ejemplo una enana M).
Créditos de la imagen: Nora Eisner.
Las profundidades de los tránsitos pueden variar mucho. Júpiter, el planeta más grande de nuestro Sistema Solar, tiene una profundidad de tránsito de aproximadamente el 1% cuando pasa frente al Sol. ¡La Tierra, sin embargo, es un planeta mucho más pequeño y solo bloquea el 0.01% de la luz del Sol! Los números en el eje vertical de los gráficos de las curvas de luz que se muestran en el proyecto representan el porcentaje de disminución de la luz con respecto a la luz promedio emitida por la estrella. Con el conocimiento de la profundidad de tránsito y el tamaño de la estrella, podemos calcular el tamaño del planeta usando esta ecuación:
En nuestro Sistema Solar tenemos ocho planetas de diversos tamaños. Por lo tanto, no debería sorprendernos que otras estrellas también puedan albergar múltiples mundos. Las curvas de luz de tales sistemas exoplanetarios contienen múltiples tránsitos debidos a los diferentes planetas, posiblemente con profundidades diferentes debido a sus distintos tamaños. También es probable que aparezcan separados de forma irregular, ya que los diferentes planetas orbitan alrededor de su estrella a velocidades distintas, tal como los planetas de nuestro Sistema Solar (Júpiter tarda 12 veces más que la Tierra en completar una órbita). El ejemplo de curva de luz que se muestra a continuación ilustra este caso. Si reconoces un sistema de varios planetas, por favor reporta todos los tránsitos que veas.
Un sistema multi-planetario bien estudiado es Trappist-1, con siete planetas orbitando alrededor de una estrella a 100 billones de kilómetros de la Tierra. El hecho de que podamos ver los planetas de Trappist es increíble. Para ponerlo en perspectiva, ver los tránsitos en Trappist-1 equivale a detectar una mosca de la fruta que pasa justo frente al faro de un automóvil ubicado a medio camino entre nosotros y la Luna. ¡Y podemos hacerlo!
Créditos de la imagen: NASA/JPL-Caltech
Estrellas
La gran mayoría de las estrellas no están solas, sino que existen en sistemas dobles o incluso triples de estrellas que orbitan entre sí. Cuando una de estas estrellas pasa en frente de otra (desde nuestro punto de vista), el brillo que observamos cambia, de manera similar a lo que sucede durante el tránsito de un planeta. Esto se conoce como una binaria eclipsante. Las curvas de luz debidas a una binaria eclipsante a menudo exhibirán dos caídas de luz de diferentes tamaños.
Si ves una curva de luz con una binaria eclipsante, márcalo como un tránsito y cuéntanos sobre el hecho en la herramienta Talk.
Variabilidad estelar
Para complicar aún más las cosas, también vemos cambios en el brillo debido a la variabilidad de la propia estrella. Las estrellas tienen manchas estelares de la misma forma que el Sol tiene manchas solares, y a medida que giran con la estrella producen fluctuaciones periódicas en el brillo observado. Estas variaciones tienden a ser lentas y suaves, generalmente ocurriendo a lo largo de un par de días. Por el contrario, esperamos que los planetas transiten a una velocidad mucho mayor, en solo unas pocas a decenas de horas, lo que resulta en caídas más estrechas en las curvas de luz.
Las estrellas también pueden pulsar. Esto pasa cuando el radio de la estrella cambia en el tiempo, y el brillo fluctúa. Este efecto va desde ser muy rápido, en escalas de tiempo de unas pocas horas, a extremadamente lento, en la escala de tiempo de años.
Más sobre TESS
Créditos de la imagen: Centro de vuelo espacial Goddard de la Nasa
TESS se lanzó el 18 de abril de 2018, a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX, y ahora orbita alrededor de la Tierra al doble de la velocidad de la Luna. Durante los próximos dos años, este nuevo y sorprendente satélite observará todo el cielo dividiéndolo en 26 sectores diferentes. Cada sector es observado por cuatro cámaras extremadamente potentes, que juntas cubren una región del cielo con dimensiones de 24 por 96 grados. Puedes averiguar exactamente hacia dónde está apuntando el satélite siguiendo este enlace. Las estrellas en cada uno de estos sectores serán monitoreadas durante al menos 27 días, registrando su brillo cada 2 minutos.
Créditos de la imagen: Centro de vuelo espacial Goddard de la Nasa
Mira este video para obtener más información acerca de cómo funciona TESS.
Efectos Sistemáticos
TESS es excelente, pero ningún sistema es perfecto, por lo que hay algunos efectos sistemáticos que se pueden notar en un mismo momento para múltiples curvas de luz. Estos aparecen a menudo como puntos de datos con una dispersión creciente, o como saltos repentinos en la curva de luz. Vimos muchos de estos casos en los datos del Sector uno y dos, sin embargo su frecuencia y e impacto continúan disminuyendo a medida que aprendemos más sobre el funcionamiento de TESS.
Cada vez que el satélite descarga datos hacia la Tierra, aproximadamente cada 14 días, y durante casi 4 horas, las condiciones del satélite pueden cambiar ligeramente, debido por ejemplo a cambios en la temperatura del dispositivo. Esto provoca una 'falla' en las observaciones, y por ello no se muestran los datos de estos lapsos de tiempo. Además, los puntos de datos justo alrededor de estas regiones 'enmascaradas' en la curva de luz también pueden exhibir un comportamiento extraño. Llamamos a estos los eventos de enfoque.
Datos simulados
Uno de los objetivos principales del proyecto Cazadores de Planetas TESS es descubrir más sobre la diversidad de los planetas y comprender qué tipo de sistemas solares existen. Encontraremos muchos sistemas planetarios con Cazadores de Planetas TESS, pero para interpretar correctamente los resultados necesitamos comprender qué tan completa es la muestra. Por ejemplo, los planetas muy pequeños son muy difíciles de encontrar y es posible que no veamos ninguno en los datos de TESS, lo cual no significa que no existan.
Para determinar qué tipo de planetas podemos encontrar con Cazadores de Planetas TESS, y cuales no, ocasionalmente te mostramos alguna curva de luz simulada. Al ser simulada, conocemos de antemano todos los parámetros de la curva de luz, incluida la profundidad del tránsito, el período orbital del planeta y la variabilidad de la estrella. Los resultados de estos datos simulados son esenciales para determinar la completitud de nuestra muestra planetas en función del tamaño (profundidad del evento de tránsito) y en función del período orbital (número de tránsitos). Esta es una parte crucial del proyecto, necesaria para responder algunas de las preguntas más interesantes y fundamentales sobre cómo se forman los planetas y los sistemas solares.
Recuerda que no te estamos probando ni tratando de capacitarte; estamos probando el sistema para poder interpretar correctamente todas tus clasificaciones. Siempre te diremos cuando hayas encontrado una simulación, después de haberla clasificado; te lo decimos después y no antes para garantizar que no se introduzca ningún sesgo en tu juicio. Las simulaciones también nos dan la oportunidad de darte realimentación sobre tu clasificación. Obtendrás muchas clasificaciones correctas, así que no te desanimes si pierdes algunos tránsitos, ya que algunos tránsitos son simulados para ser deliberadamente muy difíciles de detectar, y ese resultado nos ayudará a analizar los resultados generales.
La realimentación que te daremos lucirá como se muestra en la imagen de abajo, donde una columna verde significa que marcaste un tránsito correctamente, y una columna roja indica que te perdiste uno. A veces los tránsitos son tan pequeños que son imposibles de detectar, cuando el planeta es muy pequeño en comparación con la estrella anfitriona. La variabilidad de la estrella también los hará cada vez más difíciles de reconocer. La cantidad de simulaciones que encontrarás disminuirá a medida que realices más clasificaciones.
Por qué te necesitamos
Científicos de todo el mundo han desarrollado algoritmos informáticos extremadamente eficientes que buscarán señales repetitivas en las curvas de luz de TESS. Dichas técnicas ya han demostrado ser extremadamente eficientes en la búsqueda de planetas; sin embargo, no todo puede ser realizado por las máquinas. Los sistemas planetarios son muy complejos y sus curvas de luz nunca son las mismas. Esto, sumado a la variabilidad de las estrellas, puede confundir nuestros algoritmos informáticos, produciendo resultados incorrectos o pasando completamente por alto algunos sistemas planetarios. Por otro lado, el cerebro humano es excelente para detectar patrones que los procesos automatizados podrían no reconocer, ¡y por eso necesitamos tu ayuda!
Hasta la fecha, los voluntarios de Cazadores de Planetas encontraron más de 100 nuevos sistemas planetarios en datos del predecesor de TESS, Kepler, y estamos entusiasmados de encontrar aún más con los datos de TESS. ¿Serás tú quien descubra el próximo planeta?
Política de PHT
Cazadores de Planetas es el trabajo de un equipo dedicado que obtiene su valor debido al esfuerzo de los participantes voluntarios. Para garantizar que se otorgue el crédito correctamente, cualquier persona que publique resultados basados en el uso de información de PH (Planet Hunters) debe: 1. Citar a Eisner et al. 2. Comunicarse con el equipo de PH (por correo electrónico a contact@zooniverse.org) para analizar la otorgación de crédito si los resultados dependen sustancialmente de Cazadores de Planetas, y 3. Dar crédito a los voluntarios que han contribuido. El equipo de PH puede proporcionar una lista de dichos voluntarios.
El acuerdo con esta política es necesario para utilizar los resultados de la plataforma.
Traducción Española
La traducción a español fue realizada por miembros del Complejo Astronómico Halley-UIS, de la Universidad Industrial de Santander en Bucaramanga, Colombia:
Juan Carlos Basto Pineda (juan-pineda)
María Paula Méndez Meléndez (mariapaulamnd)
María Fernanda Ortiz Villamizar (FernandaV662)
Antony Fabian Quiñones Camacho (afquinones)
Alejandro Hernández Celis (Herzen)
Luis Alejandro Pedreros Martínez (Alejoped)
Dayron Herney Galvis Fernandez (dayron135lml)
Luisa Fernanda Correa Vergara (Luisa_Correa21)
Juan José Mantilla Parra (JuanMantilla99)
Hector fabio Suarez (hfsuarez35)