Además de la observación visual y la astrofotografía, actividades apasionantes por sí mismas, los aficionados a la astronomía podemos utilizar nuestros modestos equipos para adentrarnos en el mundo de la ciencia mediante la obtención de datos que puedan ser de interés para el ámbito profesional. Imagina poder medir cómo se desvanece una supernova tras su estallido, analizar la rotación de un asteroide a partir de su curva de luz, calcular el brillo y la posición de un cometa, contar meteoros durante una lluvia de estrellas mediante técnicas de radio o detectar la presencia de un exoplaneta ya conocido. Estas y muchas otras posibilidades están al alcance de cualquier persona apasionada por la astronomía que desee explorar este fascinante campo.
En este contexto, un socio de ASAC ha podido detectar recientemente la presencia de un exoplaneta conocido como TrES-3b, que fue descubierto en 2007 y orbita una estrella situada a 1.300 años luz de distancia. En este artículo compartimos más detalles sobre esta detección y su potencial utilidad en el desarrollo de programas científicos profesionales.
Un poco de historia
Los exoplanetas, esos mundos distantes que orbitan estrellas más allá de nuestro sistema solar, están de moda. Y no solo por el éxito de nuestros paisanos Arde Bogotá(1). Su existencia desafía y enriquece nuestra comprensión de la formación y evolución de los sistemas planetarios, alimenta la búsqueda de vida en otros mundos y mantiene viva nuestra innata pasión por la exploración.
El primer exoplaneta fue descubierto hace 30 años, marcando el inicio de una era emocionante en la astronomía. Desde aquel hito, el número de exoplanetas confirmados ha crecido de manera exponencial, superando ya los 5.500 mundos conocidos. Esta cifra sigue en constante cambio, ya que los descubrimientos de nuevos exoplanetas y la confirmación de los candidatos previamente detectados se actualizan continuamente. Cada nuevo descubrimiento revela una asombrosa variedad de planetas que orbitan alrededor de estrellas fuera de nuestro sistema solar,
desde gigantes gaseosos hasta planetas rocosos similares a la Tierra.
TrES-3b
De los miles de exoplanetas confirmados hasta la fecha, nos fijamos en esta ocasión en TrES-3b. Está ubicado aproximadamente a 1.300 años luz de distancia, en la constelación de Hércules, a unos 10 grados al oeste de Vega, la estrella más brillante del cielo de verano. Con una magnitud de 12,4 y un período orbital de solo 31 horas, TrES-3b tiene una masa que prácticamente duplica la de Júpiter y un radio 1,3 veces mayor que el de nuestro gigante gaseoso. Debido a su tamaño y proximidad a su estrella, este exoplaneta se clasifica como un «Júpiter caliente».
Fue descubierto en 2007(2) mediante el uso de la red de telescopios de 10 cm y rutinas de búsqueda automatizadas del Trans-Atlantic Exoplanet Survey (TrES). El método empleado para su descubrimiento fue el del tránsito, que consiste en detectar sutiles cambios en la intensidad de la luz de una estrella cuando un planeta orbita por delante de ella. Aunque existen otros métodos, la mayoría de las detecciones de exoplanetas se han llevado a cabo mediante este método.
Instrumentación utilizada
Para este trabajo se ha utilizado como equipo principal un telescopio reflector Newton de 200 mm de apertura y 1.000 mm de distancia focal, una montura ecuatorial EQ6r PRO, una cámara CMOS monocroma modelo ASI294, tubo y cámara para guiado y un mini pc para la gestión remota. El software utilizado para el análisis del tránsito del exoplaneta es AstroimageJ.
El equipo está ubicado en una finca situada a unos 6 kilómetros al noroeste de Fuente Álamo.
El trabajo de campo, llevado a cabo el 15 de julio de 2024, consistió en la captura de 189 imágenes consecutivas del campo estelar que alberga la estrella anfitriona del exoplaneta TrES-3b, señalada en el recorte de 15′ x 15′ que se muestra a continuación. Se utilizó un filtro fotométrico R de Johnson-Cousins para las capturas.
Con anterioridad a la recogida de datos es fundamental planificar adecuadamente la actividad. Esto incluye consultar las efemérides para determinar la fecha y hora del tránsito, evaluar el tiempo de exposición adecuado según la magnitud de la estrella (para evitar la saturación en el sensor) y programar la secuencia de acciones que deberá acometer el equipo de forma automática.
Cada toma tuvo una duración de 60 segundos, lo que resultó en un tiempo total de exposición de 3 horas y 9 minutos. El tiempo de tránsito, es decir, el período durante el cual el exoplaneta ‘cruza’ la estrella desde nuestra perspectiva, es, para este exoplaneta, aproximadamente de 1 hora y 17 minutos. En este tipo de trabajos es habitual realizar tomas desde una hora antes hasta una hora después del tránsito aproximadamente. Cuanta más información tengamos disponible alrededor del tránsito, mejor ajuste podrá realizar el software de análisis de datos.
Resultados
Antes de utilizar el software para analizar los resultados del tránsito es necesario calibrar las capturas realizadas. Al igual que en la astrofotografía, las imágenes de luz, conocidas como lights, que provienen directamente de la cámara, se calibran utilizando darks, darkflats y flats. Sin embargo, a diferencia de la astrofotografía, en los estudios de fotometría no se aplica ningún tipo de procesamiento digital adicional a las tomas.
La técnica utilizada para analizar la secuencia de imágenes calibradas se conoce como fotometría diferencial. Esta metodología se basa en la comparación de la intensidad luminosa de la estrella objetivo con la de otras estrellas de referencia conocidas en el mismo campo estelar, utilizando los extensos cartografiados celestes disponibles en la actualidad. El resultado gráfico obtenido mediante el software AstroimageJ es el siguiente:
Las primeras dos curvas muestran la intensidad de la luz de la estrella seleccionada a lo largo del período de estudio. La disminución en esta intensidad, equivalente a 22 milésimas de magnitud, evidencia el tránsito del exoplaneta frente a la estrella.
A modo de conclusión…
Es absolutamente fascinante poder observar, desde el patio de casa y utilizando un equipo de aficionado, un evento astronómico ocurrido hace 1.300 años, estrella y planeta en una danza armoniosa y continua. La sensación de humildad frente al vasto universo es inevitable al ser testigos privilegiados de fenómenos que han estado ocurriendo durante milenio. Solo por esto ya merece la pena el esfuerzo realizado. Pero hay más… Los resultados obtenidos se pueden compartir con instituciones que solicitan la colaboración de aficionados en proyectos científicos de carácter profesional. Un ejemplo es el proyecto Exoclock(3) de la Agencia Espacial Europea (ESA). En los próximos años, la ESA desplegará la misión Ariel (Atmospheric Remotesensing Infrared Exoplanet Large-survey) que “estudiará de qué están hechos los exoplanetas, cómo se formaron y cómo evolucionaron, examinando una muestra diversa de unos 1.000 planetas extrasolares, simultáneamente en longitudes de onda visibles e infrarrojas. ARIEL observará miles de tránsitos de exoplanetas conocidos para obtener sus espectros y caracterizar su consistencia química”. 3 https://www.exoclock.space/ Para que esta técnica sea lo más eficiente posible y poder organizar un estudio a gran escala, se precisa un buen conocimiento del tiempo de tránsito esperado de cada exoplaneta y también monitorear la variabilidad estelar de su estrella anfitriona. El grupo de trabajo “ARIEL Efemérides” es el responsable de mantener esta información actualizada y es aquí donde los telescopios de pequeña y mediana escala pueden contribuir significativamente y marcar la diferencia: solicitan la colaboración activa y continua de aficionados a la astronomía para que observen tránsitos de exoplanetas conocidos y poder, desde tierra, y antes del lanzamiento de la misión, refinar las efemérides disponibles para estos tránsitos. Las observaciones de TrES-3b realizadas el pasado 15 de julio se enviaron al proyecto Exoclock y ya han sido validadas. El resultado es el siguiente:
Si tienes alguna duda, quieres ampliar la información de este artículo o te gustaría colaborar en estas actividades u otras relacionadas con la astronomía, ¡acude a las Jornadas de Puertas Abiertas de la ASAC o ponte en contacto con nosotros con nosotros a través de la página de contacto o redes sociales!
1 https://youtu.be/axWOJg6IGgk?si=gRtCk8YxHwD5Vqfl
2 O’Donovan, F. T.: “TrES-3: A Nearby, Massive, Transiting Hot Jupiter in a 31 Hour Orbit”, The Astrophysical
Journal, vol. 663, no. 1, pp. L37–L40, 2007.
3 https://www.exoclock.space/
