Sistemas Planetarios y Sistema Solar

Cada mes se descubre un nuevo sistema planetario. El Programa Severo Ochoa contribuye a financiar el trabajo que se está realizando actualmente en el IAC sobre los siguientes temas relacionados con la línea de investigación sobre Sistemas Planetarios y Sistema Solar:

  1. Detección y caracterización de planetas gigantes y rocosos alrededor de estrellas cercanas, con especial atención a los planetas en la zona habitable y a los sistemas alrededor de estrellas binarias y componentes en tránsito inusuales.
  2. Comprender las propiedades físicas de asteroides, cometas, objetos transicionales y transneptunianos y el origen y evolución del Sistema Solar.

Uno de los principales objetivos de esta línea es lograr la detección de planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas cercanas utilizando nuevos espectrógrafos más avanzados de alta resolución y ultraestables (el IAC codirige ESPRESSO para el VLT, lidera HORuS para el GTC y participa en CARMENES para el CAHA de 3,5 m y en NIRPS para La Silla de 3,5 m), y con sondeos fotométricos de alta precisión (equipo implicado en la explotación de las misiones espaciales CoRoT, Kepler, CHEOPS y PLATO). Además, la caracterización de las atmósferas de los exoplanetas, desde los gigantes gaseosos hasta las exo-Tierras, para obtener información sobre su estructura, las condiciones de la superficie y las atmósferas, culminando con estudios de habitabilidad para los esperados descubrimientos de planetas del tamaño de la Tierra. El IAC está explotando las capacidades excepcionales del GTC/OSIRIS, complementadas por un acceso único en Europa a la instrumentación para la espectroscopia y la fotometría de precisión de larga cobertura, a través de las redes de telescopios SONG y LCOGT. Por último, estamos liderando los esfuerzos para comprender la formación de los sistemas de exoplanetas y de la Tierra: a través de estudios detallados de la composición química de las estrellas que albergan planetas, y del estudio de las propiedades físicas de las poblaciones y familias de pequeños cuerpos del Sistema Solar. Pretendemos obtener información de su papel en su origen y evolución y de cómo podrían influir en la génesis de la vida.

Objetivos específicos 2020-2023:

  • Descubrimiento de exo-Tierras mediante búsquedas de velocidad radial utilizando el tiempo garantizado disponible del IAC en espectrógrafos de alta resolución de última generación, como ESPRESSO, CARMENES, NIRPS y HARPS3 (más de 500 noches de observación ya concedidas para el periodo).
  • Medir con precisión las propiedades planetarias mediante observaciones de planetas en tránsito alrededor de las estrellas anfitrionas más cercanas y brillantes a partir de los datos del TESS y de los observatorios terrestres (como MuSCAT2 y SPECULOOS North), así como de los datos de CHEOPS para determinar con precisión el radio de los exoplanetas más pequeños.
  • Caracterizar las atmósferas de los exoplanetas con ESPRESSO, CARMENES, HARPS-N y JWST para impulsar la detección de HeI, álcalis y moléculas desde los Júpiter Calientes hasta el régimen de la súper-Tierra/mini-Neptuno, y contribuir a la preparación de la misión PLATO de la ESA (cuyo lanzamiento está previsto para 2026).
  • Desarrollar un sistema de Óptica Adaptativa para GTC basado en una estrella guía láser (GTCAOLGS), que permitirá la detección directa y la caracterización espectroscópica de planetas gigantes jóvenes.
  • Estudiar los parámetros atmosféricos y la composición de las estrellas anfitrionas de los planetas, incluidas las enanas blancas ricas en metales, para arrojar luz sobre la composición de los planetas / asteroides engullidos durante su evolución.
  • Estudiar las propiedades físicas y la composición de los cuerpos menores del Sistema Solar, prestando especial atención a los asteroides cercanos a la Tierra (NEAs), desde el punto de vista de la defensa planetaria (misiones Hera y DART) y de la exploración espacial (misiones OSIRIS-REx y Hayabusa2), y de los asteroides primitivos (utilizando datos de Gaia y JWST). También caracterizaremos nuevas poblaciones como los objetos transneptunianos extremos (ETNO) o los asteroides y cometas interestelares (por ejemplo, 'Oumuamua y Borisov).
  • Astronomía y Patrimonio Mundial: promoción de los paisajes terrestres y aéreos de la Tierra.

Para ver los objetivos específicos anteriores, visite: web SO-IAC 2016-2019

Coordinador
Representante Científico de las Líneas de Investigación del Programa Severo Ochoa en el IAC
Representante Científico de las Líneas de Investigación del Programa Severo Ochoa en el IAC

Descubrimiento de supertierras y planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas de baja masa:

  • Descubrimiento de super-Tierras alrededor de enanas M cercanas (Suárez-Mascareño et al. 2017a, b, A&A, Luque et al. 2018, A&A) y de la estrella Barnard, el segundo sistema más cercano al Sol (Ribas et al. 2018, Nature), a partir del análisis de las series temporales de velocidad radial de los espectrógrafos HARPS y HARPS-N.
  • Descubrimiento de supertierras que transitan alrededor de LHS1140 y Pi Mensae (Dittmann et al. 2017, Nature; Huang et al. 2018)..
  • Un planeta en tránsito, caliente y del tamaño de la Tierra, óptimo para la caracterización atmosférica (Luque et al. 2019, A&A) y planetas similares a la Tierra encontrados alrededor de la estrella Ross 128 y Teegardens (Bonfils et al. 2018, A&A; Zechmeister et al. 2019, A&A).

Atmósferas exoplanetarias:

  • Detectada por primera vez la presencia de HeI en una atmósfera planetaria. Las observaciones de WASP-69b revelan que este exoplaneta gigante posee una cola similar a la de un cometa, formada por partículas de helio que escapan de su campo gravitatorio impulsadas por la radiación ultravioleta de su estrella (Nortmann et al. 2018, Science).
  • La caracterización de las atmósferas de los Júpiter calientes (Casasayas et al. 2019, A&A; Chen et al. 2018, A&A) revela la presencia de álcalis y otros metales.
  • Descubrimiento y análisis de objetos extraños en tránsito: i) el descubrimiento de la estrella de Boyajian (Boyajian et al. 2016, MNRAS) y las observaciones de seguimiento espectrofotométrico con GTC (Deeg et al. 2018 A&A; Boyajian et al. 2018, ApJ) muestran que las variaciones de brillo pueden explicarse mejor por la absorción de polvo de partículas de tamaño submicrónico; ii) los límites de la composición y el tamaño del probable planetesimal en desintegración que orbita a una enana blanca (Alonso et al, 2016, A&A; Gary et al., 2017, MNRAS).

  • Se han estudiado las variaciones del albedo de la Tierra, un parámetro climático fundamental para entender el balance de radiación de la atmósfera, para el periodo 1998 - 2014 mediante la observación de la Luna. Los resultados muestran dos modestos ciclos a escala decenal en el albedo terrestre, pero sin un cambio neto significativo a lo largo de los dieciséis años de datos acumulados. (Palle et al. 2016, Geophysical Research Letters).

Cuerpos menores del Sistema Solar:

  • Un estudio espectroscópico y dinámico de un par de objetos trans-neptunianos (TNOs) extremos con la cámara-espectrógrafo OSIRIS en el GTC (de León et al. 2017 MNRAS Letters) apoya la existencia de un objeto masivo en las afueras de nuestro Sistema Solar ("Planeta Nueve"), con masa en el rango de 10-20 masas terrestres, moviéndose en una órbita excéntrica e inclinada, y con semieje mayor de 300-600 UA.
  • Primer espectro de un cometa interestelar (2I/Borisov), obtenido con el GTC (de León et al. 2019).
  • Caracterización de las familias de asteroides que son las fuentes de asteroides objetivo de las misiones espaciales OSIRIS-REx de la NASA y Hayabusa2 de JAXA (de León et al. 2018, Icarus).
  • Las observaciones de imagen profunda del asteroide activado P/2016 G1 (PANSTARRS) mediante el GTC han permitido obtener información sobre la cantidad de polvo expulsado por el asteroide y el mecanismo de eyección (Moreno et al. 2019, ApJ Letters). 
  • La sonda OSIRIS-REx, una misión con participación del IAC que estudiará uno de los asteroides más antiguos del Sistema Solar, fue lanzada con éxito desde Cabo Cañaveral en septiembre de 2016.

Astronomía cultural:

  • En julio de 2019, la UNESCO declaró como Patrimonio de la Humanidad el "Paisaje Cultural de Risco Caído y las Montañas Sagradas de Gran Canaria". Las investigaciones arqueoastronómicas y etnoastronómicas del IAC fueron fundamentales para el éxito de la candidatura.

 

Resultados previos (2012 - 2015)

 

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