OBSERVATORIO ASTRONÓMICO: octubre 2011

El lejano Eris es el gemelo de Plutón
(http://www.eso.cl/publicos/noticia_2011oct26.php)

Planeta enano fue medido con precisión mientras bloqueaba la luz de una tenue estrella
26 de Octubre, 2011

Los astrónomos lograron por primera vez medir con precisión el diámetro del lejano planeta enano Eris gracias a que lo interceptaron justo mientras pasaba por delante de una tenue estrella. Este evento fue observado a finales de 2010 por telescopios en Chile, incluyendo el telescopio belga TRAPPIST en el Observatorio La Silla de ESO, en la Región de Coquimbo. Las observaciones muestran que Eris es un gemelo casi perfecto de Plutón en tamaño. Eris parece tener una superficie muy reflectante, lo que sugiere que está cubierto por una fina capa uniforme de hielo, con una atmósfera probablemente congelada. Los resultados serán publicados en la edición del 27 de octubre 2011 de la revista Nature.

En noviembre de 2010, el lejano planeta enano Eris pasó delante de una estrella tenue en el fondo, en un evento llamado ocultación. Estos acontecimientos son muy raros y difíciles de observar, ya que se trata de un planeta enano muy distante y pequeño. El próximo evento de ese tipo que involucra a Eris sucederá recién en 2013. Las ocultaciones son la manera más precisa, y a menudo la única, para medir la forma y el tamaño de un cuerpo distante del Sistema Solar.

La estrella candidata para la ocultación fue identificada mediante el estudio de las imágenes del telescopio MPG/ESO de 2,2 metros de diámetro, en el Observatorio La Silla de ESO, en la Región de Coquimbo, en Chile. Las observaciones fueron cuidadosamente planeadas y llevadas a cabo por un equipo de astrónomos de varias universidades (principalmente de Francia, Bélgica, España y Brasil) que utilizaron, entre otros, el telescopio TRAPPIST [1] (sigla en inglés que corresponde a Transiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), también situado en La Silla.

“Observar las ocultaciones de pequeños cuerpos más allá de Neptuno en el Sistema Solar requiere una gran precisión y una planificación muy cuidadosa. Esta es la mejor manera de medir el tamaño de Eris, a falta de realmente ir allí ", explica Bruno Sicardy, el autor principal del estudio.

Se intentó observar la ocultación desde 26 ubicaciones alrededor del mundo siguiendo en el camino previsto de la sombra del planeta enano, incluyendo varios telescopios en observatorios de aficionados, pero sólo dos lugares fueron capaces de observar directamente el evento, ambos ubicados en Chile. Uno de ellos fue en el Observatorio La Silla de ESO, utilizando el telescopio TRAPPIST. El otro fue San Pedro de Atacama, donde se utilizaron dos telescopios [2]. Los tres telescopios registraron una caída repentina en el brillo en el momento en que Eris bloqueó la luz de la estrella distante.

La combinación de las observaciones realizadas desde ambos lugares en Chile indica que Eris está cerca de una forma esférica. Estas mediciones deberían entregar un resultado preciso de su forma y tamaño, siempre y cuando no se vean distorsionadas por la presencia de grandes montañas. Sin embargo, formaciones de este tipo son poco probables en un cuerpo de hielo de gran tamaño.

Eris fue identificado como un objeto de gran tamaño del Sistema Solar exterior en 2005. Su descubrimiento fue uno de los factores que llevaron a la creación de una nueva clase de objetos llamados planetas enanos y la reclasificación de Plutón de planeta a planeta enano en 2006. Eris se encuentra actualmente tres veces más lejos del Sol que Plutón.

Si bien las primeras observaciones con otros métodos sugerían que Eris era probablemente un 25% más grande que Plutón, con un diámetro estimado de 3.000 kilómetros, el nuevo estudio demuestra que los dos objetos son esencialmente del mismo tamaño. El recién determinado diámetro de Eris alcanza los 2.326 kilómetros, con una precisión de 12 kilómetros. Esto significa que su tamaño se conoce con más precisión que el de su homólogo más cercano, Plutón, que tiene un diámetro estimado entre 2300 y 2400 kilómetros. El diámetro de Plutón es más difícil de medir debido a la presencia de una atmósfera que hace que su borde sea imposible de detectar directamente por medio de ocultaciones. El movimiento del satélite Dysnomia de Eris [3] se utilizó para estimar la masa de Eris. Se determinó que es un 27% más pesado que Plutón [4]. Combinado con su diámetro, fue posible obtener la densidad de Eris, estimada en 2,52 gramos por cm3 [5].

“Esta densidad significa que Eris es probablemente un gran cuerpo rocoso cubierto por una capa relativamente delgada de hielo”, comenta Emmanuel Jehin, quien ha contribuido al estudio [6].

La superficie de Eris resultó ser extremadamente reflectante, llegando a reflejar el 96% de la luz que llega a él (un albedo visible de 0,96 [7]). Esto es aún más brillante que la nieve fresca en la Tierra, convirtiendo a Eris en uno de los objetos más reflectantes del Sistema Solar, junto con la helada luna Encelado de Saturno. La brillante superficie de Eris está probablemente compuesta por hielo rico en nitrógeno mezclado con metano congelado -como lo indica el espectro del planeta- revistiendo la superficie del planeta con una capa de hielo delgada y reflectante de menos de un milímetro de espesor.

“Esta capa de hielo podría ser el resultado de la condensación en forma de escarcha del nitrógeno o metano de la atmósfera en la superficie del planeta enano a medida que se aleja del Sol en su órbita alargada, hacia un ambiente cada vez más frío”, agrega Jehin. El hielo podría más tarde volver a convertirse en gas a medida que Eris alcanza su punto más cercano al Sol, a una distancia de 5.700 millones de kilómetros.

Los nuevos resultados también permiten al equipo realizar una nueva medición de la temperatura de la superficie del planeta enano. Las estimaciones sugieren una temperatura de la superficie de frente al Sol de -238 grados Celsius como máximo, y un valor aún más bajo para el lado nocturno de Eris.

"Es extraordinario lo mucho que podemos descubrir sobre un objeto pequeño y lejano como Eris al verlo pasar frente a una débil estrella, con telescopios relativamente pequeños. Cinco años después de la creación de la nueva clase de planetas enanos, por fin estamos realmente conociendo a uno de sus miembros fundadores ", concluye Bruno Sicardy.

Notas
[1] TRAPPIST es uno de los más recientes telescopios robóticos instalados en el Observatorio La Silla. Con un espejo principal de sólo 0,6 metros de diámetro, se inauguró en junio de 2010 y se dedica principalmente al estudio de los exoplanetas y cometas. El telescopio es un proyecto financiado por el Fondo Belga para la Investigación Científica (FRS-FNRS), con la participación de la Swiss National Science Foundation, y se controla desde Lieja.

[2] El Harlingten Caisey y telescopios ASH2.

[3] Eris es la diosa griega del caos y los conflictos. Disnomia es la hija de Eris y la diosa de la anarquía.

[4] La masa de Eris es 1,66 x 1022 kg, que corresponde al 22% de la masa de la Luna.

[5] En comparación, la densidad de la Luna es de 3,3 gramos por cm3, y el agua es 1,00 gramos por cm3.

[6] El valor de la densidad sugiere que Eris se compone principalmente de rocas (85%), con un pequeño contenido de hielo (15%). Este último es probable que sea una capa, de unos 100 kilómetro de espesor, que rodea el núcleo rocoso de gran tamaño. Esta capa muy gruesa de hielo de agua no debe ser confundido con la capa muy delgada de la atmósfera congelada en la superficie de Eris, que lo hace tan reflectante.

[7] El albedo de un objeto representa la fracción de la luz que cae sobre él que se dispersa hacia el espacio en lugar de absorción. Un albedo de 1 corresponde al reflejo blanco perfecto, mientras que 0 es el negro totalmente absorbente. Por comparación, el albedo de la Luna es sólo 0,136, similar a la del carbón.

Información adicional
Esta investigación fue presentada en un artículo que aparecerá en la edición del 27 de octubre de 2011 de la revista Nature.

El equipo está compuesto por B. Sicardy (LESIA-Observatoire de Paris (OBSPM), CNRS, Université Pierre et Marie Curie (UPMC), Université Paris-Diderot (Paris 7), Institut Universitaire de France (UITA), Francia), JL Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), España), M. Assafin (Observatório do Valongo / UFRJ (OV / UFRJ), Brasil), E. Jehin (Instituto de Astrofísica de I'Université de Liège (IAGL), Bélgica), A. Maury (San Pedro de Atacama Celestial Explorations, Chile), E. Lellouch (LESIA, CNRS, UPMC, París 7), R. Gil Hutton (Complejo Astronómico El Leoncito (CASLEO) y la Universidad Nacional de San Juan, Argentina ), F. Braga-Ribas (LESIA, CNRS, UPMC, París 7, Francia, y el Observatorio Nacional / MCT (ON / MCT), Brasil), Colas F. (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Francia), D. Hestroffer (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Francia), J. Lecacheux (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, París 7, UITA, Francia), F. Roques (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, París 7, la UITA, Francia), P. Santos Sanz (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, París 7, UITA, Francia), T. Widemann (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, París 7, UITA, Francia), N. Morales (CSIC, España), R. Duffard (CSIC, España), A. Thirouin (CSIC, España), AJ Castro-Tirado (CSIC, España), M. Jelinek (CSIC, España), P. Kubanek (CSIC, España), A . Sota (CSIC, España), R. Sánchez-Ramírez (CSIC, España), AH Andrei (OV / UFRJ, ON / MCT, Brasil), JIB Camargo (OV / UFRJ, ON / MCT, Brasil), DN da Silva Neto (ON / MCT, Centro Universitario Estadual da Zona Oeste (UEZO), Brasil), A. Ramos Gomes Jr (OV / UFRJ, Brasil), R. Martins Vieira (OV / UFRJ, ON / MCT, Brasil, OBSPM, IMCCE , UPMC, CNRS, Francia), M. Gillon (IAGL, Bélgica), J. Manfroid (IAGL, Bélgica), GP Tozzi (INAF, Osservatorio di Arcetri Astrofísico, Italia), C. Harlingten (Caisey Harlingten Observatorio, Reino Unido), S. Saravia (San Pedro de Atacama Exploraciones Celestial, Chile), R. Behrend (Observatorio de Ginebra, Suiza), S. Mottola (DLR - Centro Aeroespacial Alemán, Alemania), E. García Melendo (Observatorio Esteve Fundació Privada Duran, Institut de Ciències de I'Espai (CSIC-IEEC), España), V. Peris (Observatorio Astronómico de la Universitat de València (OAUV), España), J. Fabregat (OAUV, España), JM Madiedo (Universidad de Huelva, Facultad de Ciencias Experimentales, España), L. Cuesta (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), España), MT Eibe (CSIC-INTA, España), A. Ullán (CSIC-INTA, España), F. organero (Observatorio Astronómico de La Hita, España), S. Pastor (Observatorio de la Murta, España), JA de los Reyes (Observatorio de la Murta, España), S. Pedraz (Observatorio de Calar Alto, Centro Astronómico Hispano Arnoldo Alemán, España), A. Castro (Sociedad Astronómica Malagueña, Centro Cultural José María Gutiérrez Romero, España), I. de la Cueva (Astroimagen, España), G. Muler (Observatorio Nazaret, España), IA Steele (Liverpool JMU, Reino Unido), M. Cebrián (Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), España), P. Montañés-Rodríguez (IAC, España), A. Oscoz (IAC, España), D. Weaver (Observatorio Astronómico Christus, Christus Colegio, Brasil), C. Jacques (Observatório CEAMIG-REA, Brasil), WJB Corradi (Departamento de Física - Instituto de Ciencias Exatas - Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG-ICEX), Brasil), FP Santos (Departamento de Física, ICEX-UFMG, Brasil), W. Reis (Departamento de Física, ICEX-UFMG, Brasil), A. Milone (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-MCT), Brasil), M. Emilio (Universidade Estadual de Ponta Grossa, OA - DEGEO, Brasil), L. Gutiérrez (Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), México), R. Vázquez (Instituto de Astronomía, UNAM, México) y H. Hernández-Toledo (Instituto de Astronomía, UNAM, México).

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 15 países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo y dos telescopios de rastreo. VISTA trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo y el VST (sigla en inglés del Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. ESO está actualmente planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de la categoría de 40 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo en el cielo”.

Enlaces
• Fotos de La Silla
• Artículo sobre TRAPPIST en Septiembre de 2011 publicado en el Messenger de ESO
• Página web de TRAPPIST

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