La mayor colección de planetas flotantes encontrados en la Vía Láctea

Utilizando observaciones y datos de archivo de varios de los observatorios NOIRLab de NSF, así como observaciones de telescopios de todo el mundo y en órbita, los astrónomos han descubierto al menos 70 nuevos planetas flotantes, planetas que deambulan por el espacio sin una estrella madre, en una región cercana a la Vía Láctea. Es la muestra más grande de tales planetas encontrada en un solo cúmulo, y casi duplica el número conocido en todo el cielo.

Los investigadores han descubierto un grupo de planetas flotantes, planetas que no orbitan una estrella, en una región vecina de la Vía Láctea conocida como la asociación de estrellas Upper Scorpius OB. Al menos 70 y hasta 170 de estos planetas del tamaño de Júpiter se han encontrado examinando datos de más de 20 años de observaciones. Los primeros planetas flotantes se descubrieron en la década de 1990, pero los últimos descubrimientos casi han duplicado el número total conocido.

Para encontrar estos planetas, la primera autora del estudio, Núria Miret-Roig del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, en la Universidad de Burdeos en Francia, con un equipo de astrónomos, utilizó observaciones y datos de archivos de varios observatorios importantes. , incluidas las instalaciones del NOIRLab de la NSF, los telescopios del Observatorio Europeo Austral, el telescopio Canadá-Francia-Hawai y el telescopio Subaru, con un total de 80.000 imágenes de campo amplio durante 20 años de observaciones.

Hervé Bouy, astrónomo del Laboratorio Astrofísico de Burdeos y director del proyecto de investigación, declara que el descubrimiento de tantos planetas flotantes no habría sido posible sin el acceso al Astro Data Archive y a la plataforma científica Astro Data Lab de NOIRLab. operado en el Centro Comunitario de Ciencia y Datos (CSDC).

Los datos incluyen 247 imágenes del generador de imágenes infrarrojas de campo extremadamente amplio NEWFIRM en el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO) en Arizona, 1348 imágenes del mismo instrumento NEWFIRM después de su transferencia al Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile, 2,214 imágenes del generador de imágenes de puerto lateral infrarrojo que operaba anteriormente en el telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en CTIO, y 3.744 imágenes de la cámara de energía oscura.

“El tesoro disponible en NOIRLab Astro Data Archive fue fundamental para este estudio”, dijo Bouy. “Necesitábamos imágenes de campo amplio y muy profundas, tanto en óptica como en infrarrojo cercano, que cubrieran un largo período de referencia. Por lo tanto, la cámara de energía oscura y NEWFIRM resultaron muy atractivas para nuestro proyecto, ya que se encuentran entre las cámaras de campo amplio más sensibles del mundo.

Una de las cámaras CCD de campo amplio más exitosas del mundo, la Cámara de Energía Oscura fue diseñada para la Investigación de Energía Oscura financiada por el Departamento de Energía (DOE). Fue construido y probado en el Fermilab del DOE, y fue operado por el DOE y la National Science Foundation (NSF) entre 2013 y 2019. En la actualidad, la cámara de energía oscura se usa para programas que cubren una amplia gama de ciencias. El DOE y la NSF respaldan el análisis de los datos de la Encuesta de Energía Oscura.

«Este proyecto ilustra la increíble importancia de brindar acceso a datos de archivo de varios telescopios, no solo en los Estados Unidos, sino en todo el mundo», dijo Chris Davis, gerente de programa de la National Science Foundation para el NOIRLab de NSF. “Esto es algo en lo que NOIRLab y, en particular, el CSDC han trabajado arduamente para habilitar durante varios años, y continúan haciéndolo con el apoyo de la NSF. «

Los planetas flotantes se encuentran en la asociación Upper Scorpius OB, que está a 420 años luz de la Tierra. Esta región contiene varias de las nebulosas más famosas, incluida la Nube de Rho Ophiuchi, la Nebulosa de la Pipa, Barnard 68 y el Saco de Carbón.

Los planetas flotantes se descubrieron principalmente a través de estudios de microlentes, en los que los astrónomos monitorean una breve alineación aleatoria entre un exoplaneta y una estrella de fondo. Sin embargo, los eventos de microlentes solo ocurren una vez, lo que significa que las observaciones de seguimiento no son posibles.

Estos nuevos planetas se descubrieron utilizando un método diferente. Estos planetas, que acechan lejos de cualquier estrella que los ilumine, normalmente serían imposibles de imaginar. Sin embargo, Miret-Roig y su equipo aprovecharon el hecho de que, unos pocos millones de años después de su formación, estos planetas todavía están lo suficientemente calientes como para brillar, lo que los hace directamente detectables por cámaras sensibles en grandes telescopios. El equipo de Miret-Roig utilizó las 80.000 observaciones para medir la luz de todos los miembros de la asociación en una amplia gama de longitudes de onda ópticas e infrarrojas cercanas y las combinó con mediciones de cómo parecen moverse en el cielo.

“Medimos los pequeños movimientos, colores y luminosidades de decenas de millones de fuentes en una gran área del cielo”, dice Miret-Roig. «Estas medidas nos permitieron identificar con seguridad los objetos más débiles en esta región».

El descubrimiento también arroja luz sobre el origen de los planetas flotantes. Algunos científicos creen que estos planetas pueden formarse a partir del colapso de una nube de gas demasiado pequeña para conducir a la formación de una estrella, o que podrían haber sido expulsados ​​de su sistema original. Pero se desconoce cuál es el mecanismo real.

El modelo de eyección sugiere que podría haber incluso más planetas flotantes del tamaño de la Tierra. “Los planetas flotantes de masa de Júpiter son los más difíciles de expulsar, lo que significa que podría haber incluso más planetas flotantes de masa terrestre deambulando por la galaxia”, dice Miret-Roig.

Se espera que el Observatorio Vera C. Rubin pueda encontrar muchos más planetas flotantes cuando comience sus operaciones científicas esta década.

Proporcionado por
Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA)