Resultados de HARPS en enanas rojas

Foro de debate sobre metodologías y proyectos para la detección de planetas (terrestres o no) más allá de los límites de nuestro sistema solar.

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Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 26/11/2011 23:17

Bueno, los del HARPS siguen presentando resultados de sus búsquedas, en este caso sobre los planetas existentes en estrellas enanas rojas, de tipo espectral M.

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1111/1111.5019v2.pdf

The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample

Searching for planets around stars with different masses probes the outcome of planetary formation for different initial conditions. This drives observations of a sample of 102 southern nearby M dwarfs, using a fraction of our guaranteed time on the ESO/HARPS spectrograph (Feb. 11th, 2003 to Apr. 1st 2009). This paper makes available the sample's time series, presents their precision and variability. We apply systematic searches and diagnostics to discriminate whether the observed Doppler shifts are caused by stellar surface inhomogeneities or by the radial pull of orbiting planets. We recover the planetary signals corresponding to 9 planets already announced by our group (Gl176b, Gl581b, c, d & e, Gl674b, Gl433b, Gl 667Cb and c). We present radial velocities that confirm GJ 849 hosts a Jupiter-mass planet, plus a long-term radial-velocity variation. We also present RVs that precise the planetary mass and period of Gl 832b. We detect long-term RV changes for Gl 367, Gl 680 and Gl 880 betraying yet unknown long-period companions. We identify candidate signals in the radial-velocity time series and demonstrate they are most probably caused by stellar surface inhomogeneities. Finally, we derive a first estimate of the occurrence of M-dwarf planets as a function of their minimum mass and orbital period. In particular, we find that giant planets (m sin i = 100-1,000 Mearth) have a low frequency (e.g. f<1% for P=1-10 d and f=0.02^{+0.03}_{-0.01} for P=10-100 d), whereas super-Earths (m sin i = 1-10 Mearth) are likely very abundant (f=0.36^{+0.25}_{-0.10} for P=1-10 d and f=0.35^{+0.45}_{-0.11} for P=10-100 d). We also obtained eta_earth=0.41^{+0.54}_{-0.13}, the frequency of habitable planets orbiting M dwarfs (1<m sin i<10 Mearth). For the first time, eta_earth is a direct measure and not a number extrapolated from the statistic of more massive and/or shorter-period planets.


Han estudiado una muestra de 102 estrellas de este tipo, encontrando 9 planetas.

Lo más importante, es que las estrellas de este tipo tienen una altísima proporción de planetas, como se observa en el cuadro adjunto. Por otro lado, y como cabría esperar, estas estrellas parece que producen poca cantidad de gigantes gaseosos, y en cambio tienen una gran cantidad de planetas de tipo terrestre y supertierras. Además, parece que la proporción de tierras y supertierras en la zona habitable de estas estrellas es elevada, de al menos el 40% o incluso más.
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M dwarf planet fraction.JPG
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor Cabezón » 26/11/2011 23:24

Por desgracia, los planetas rocosos de estas estrellas es muy improbable que sean adecuados para la vida.
Pero que sean abundantes no me extraña: a fin de cuentas, las enanas rojas son las estrellas más abundantes.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 26/11/2011 23:34

Cabezón escribió:Por desgracia, los planetas rocosos de estas estrellas es muy improbable que sean adecuados para la vida.

No es algo que se pueda asegurar con facilidad; no existe consenso al respecto en la comunidad científica, hay mucho debate abierto.

Cabezón escribió:Pero que sean abundantes no me extraña: a fin de cuentas, las enanas rojas son las estrellas más abundantes.


Se refiere a que son abundantes dentro de esta categoría de estrellas.

Si te fijas, según sus estadísticas, la fracción de estrellas de este tipo con al menos una supertierra con periodo de 1 a 10 días es de un 36% (-10, +24); y la fracción de estas estrellas con supertierras con periodos de 10 a 100 días podría ser incluso del 100% !!! (52% (-16,+50)). Prácticamente todas las enanas rojas tendrían planetas de algún tipo.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor Mills26 » 28/11/2011 19:42

Cabezón escribió:Por desgracia, los planetas rocosos de estas estrellas es muy improbable que sean adecuados para la vida.
Pero que sean abundantes no me extraña: a fin de cuentas, las enanas rojas son las estrellas más abundantes.


Las opiniones son encontradas, unos dicen que es más fácil la vida en estrellas como el sol, porque nosotros vivimos en una estrella como el Sol (valga la redundancia).
Una vez que han pasado el periodo inicial de fuertes erupciones uv, las enanas rojas (y las naranjas) son increíblemente longevas y estables, así que deberían ser buenos vecindarios para mundos acuáticos estables y muy antiguos.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor Cabezón » 29/11/2011 08:38

Mills26 escribió:
Cabezón escribió:Por desgracia, los planetas rocosos de estas estrellas es muy improbable que sean adecuados para la vida.
Pero que sean abundantes no me extraña: a fin de cuentas, las enanas rojas son las estrellas más abundantes.


Las opiniones son encontradas, unos dicen que es más fácil la vida en estrellas como el sol, porque nosotros vivimos en una estrella como el Sol (valga la redundancia).
Una vez que han pasado el periodo inicial de fuertes erupciones uv, las enanas rojas (y las naranjas) son increíblemente longevas y estables, así que deberían ser buenos vecindarios para mundos acuáticos estables y muy antiguos.

Pero los planetas en la HZ de una enana roja es muy probable que tengan una cara permanentemente orientada a la estrella, al haberse fijado su rotación por el efecto de marea. No veo como eso puede favorecer a la vida.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor preempalver » 30/11/2011 19:22

Evidentemente, el anclaje por marea es lo que presenta una dificultad mayor.

Sin embargo, existen tres posibilidades. Una, la más comúnmente mencionada, es la que fija la zona habitable en una franja crepuscular, entre los dos hemisferios.

Otra, que se me ocurre pero que no he visto mencionada ni, por ende, calculada, es la de un planeta cubierto de agua, lo que facilitaría una franja mayor por efecto de corrientes termales con un gradiente menor entre los extremos de temperaturas.

Tampoco he visto un análisis con planetas más lejanos (y que quizás escapen al anclaje por marea), con cubiertas de metano líquido.

Quizás alguien conozca datos sobre esas dos posibilidades, ya que es difícil que no se le haya ocurrido antes a alguien con más conocimientos que yo.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 30/11/2011 19:35

Yo particularmente, me considero con encefalograma plano con este asunto... durante los últimos años he leído tantos papers tanto a favor como en contra de la habitabilidad de los planetas en torno a enanas rojas, todos argumentando contra los otros, que me parece más prudente esperar a que descubran planetas reales y los estudios nos digan si una u otra opción es más o menos viable.

Mente en blanco. :|
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 2/12/2011 21:19

Me pasó por alto en este artículo una supertierra en la zona habitable de una estrella enana roja, a su vez parte de un sistema triple:

Gl 667C : This is a M2V dwarf we have intensively observed.

Filtering the signals of 2 planets plus a linear drift reveals another candidate planet (P3 = 28 d; msin i = 3.4 Me). This candidate receives about 90% the amount of light received by Earth in our Solar System and we speculate the planet is a habitable candidate (see Delfosse et al., in prep., for a detailed description).


Cuando lo publiquen comentaremos lo que dicen.

http://www.exoplanet.eu/star.php?st=GJ+667C

http://es.wikipedia.org/wiki/Gliese_667

El sistema en sí, es bastante interesante, una enana roja que orbita en torno a un sistema binario formado por dos enanas naranjas de tipo espectral K:

Gliese 667 (GJ 667 / HD 156384 / HR 6426 / MLO 4)1 es una sistema estelar en la constelación del Escorpión situado a 22,7 años luz del Sistema Solar. A simple vista se observa como una única estrella tenue de magnitud aparente +5,89.
Gliese 667 constituye un sistema triple, en donde la componente C orbita en torno al par interior formado por A y B. La órbita de Gliese 667 A y B es notablemente excéntrica (e = 0,58), con una separación media entre ambas de 12,6 UA, siendo el período orbital de 42,15 años.
Gliese 667 C (LHS 443)4 es una enana roja de tipo M1.5-2.5V. Con una luminosidad que corresponde al 0,3% de la luminosidad solar, tiene un diámetro equivalente al 38% del solar y una masa aproximada de 0,42 masas solares. Su separación respecto al par AB ha variado desde 8 a 30,5 segundos sexagesimales entre 1889 y 1948, lo que equivale a una separación real entre 56 y 213 UA.


Me pregunto si puede afectar al (candidato a) planeta en la zona habitable los periodos de acercamiento al par interior
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 5/4/2012 10:16

Abundando en lo que ya sabíamos, y también como enlace al hilo de la estimación de planetas en el Universo, adjunto aquí una reciente nota de prensa del ESO, bastante significativa:

http://www.eso.org/public/spain/news/eso1214/

Las Estrellas Enanas Rojas de la Vía Láctea tienen Miles de Millones de Planetas Rocosos en sus Zonas de Habitabilidad

Ya de por sí, el título es bastante impactante, pero vayamos al grano.

Nuevos resultados del cazador de planetas HARPS, de ESO, muestran que los planetas rocosos no mucho mayores que la Tierra son muy comunes en las zonas habitables en torno a estrellas rojas débiles. El equipo internacional estima que debe haber decenas de miles de millones de planetas de este tipo sólo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, y probablemente haya cerca de una centena en las vecindades del Sistema Solar. Esta es la primera vez que se mide de forma directa la frecuencia de súper-Tierras en torno a enanas rojas, las cuales suponen el 80% de las estrellas de la Vía Láctea.

“Nuestras nuevas observaciones con HARPS implican que, alrededor del 40% de todas las estrellas enanas rojas tienen una súper-Tierra orbitando en su zona de habitabilidad, una zona que permite la existencia de agua líquida sobre la superficie del planeta,” afirma Xavier Bonfils (IPAG, Observatorio de Ciencias del Universo de Grenoble, Francia), quien lidera el equipo. “Dado que las enanas rojas son tan comunes, — hay unos 160 mil millones en la Vía Láctea — esto nos lleva a la conclusión de que hay decenas de miles de millones de planetas de este tipo sólo en nuestra galaxia.”

El equipo de HARPS hizo un sondeo, durante un periodo de seis años, de una muestra cuidadosamente seleccionada en los cielos australes compuesta por 102 estrellas enanas rojas. Se hallaron un total de nueve súper-Tierras (planetas con masas de entre una y diez veces la masa de la Tierra), incluyendo dos en la zona de habitabilidad de Gliese 581 y Gliese 667 C respectivamente.[...] Han descubierto que la frecuencia de la presencia de súper-Tierras en la zona de habitabilidad es de un 41% en un rango que va de un 28% a un 95%.


Ahí queda eso.

Sin embargo, yo quería destacar un aspecto negativo. Es muy posible que las supertierras y minineptunos sean mucho más comunes que los planetas estrictamente terrestres, con la actual definición. Aunque no debería sorprendernos, puesto que la definición de planeta terrestre (0.5-2 veces la masa de la Tierra) es mucho más restrictiva que la del resto de planetas pequeños (entre 2 y 10 ó 25 veces la masa de la Tierra). Lógicamente, al tratarse de un rango más amplio, la proporción también debería ser mayor. Lo malo es que si las supertierras no son capaces de albergar vida, estamos reduciendo la muestra de partida (en cuanto a la ecuación de Drake) en cantidades importantes.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor cometo » 6/4/2012 18:59

Lástima que también se diga esto:
"La zona de habitabilidad en torno a una enana roja, donde la temperatura es apta para la existencia de agua líquida en la superficie, está más cerca de la estrella que en el caso de la Tierra con respecto al Sol," dice Stéphane Udry (investigador del Observatorio de Ginebra y miembro del equipo). "Pero las enanas rojas se conocen por estar sujetas a erupciones estelares o llamaradas, lo que inundaría el planeta de rayos X o radiación ultravioleta: esto haría más difícil la existencia de vida".


En cualquier caso, un tema interesantísimo.

Saludos.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 9/6/2013 09:41

Un nuevo descubrimiento, con el instrumento HARPS, ya anunciado en 2012 pero que al fin ha visto a la luz el paper.

En este caso se trata de un sistema con tres planetas candidatos, en torno a una estrella enana roja, de tipo espectral M3. Esta es una estrella bastante cercana (15 parsec, o sea, casi 50 años luz)

http://es.wikipedia.org/wiki/Gliese_163

La estrella en cuestión es GJ163, y los tres planetas orbitarían, dos cercanos a su estrella, otro más alejado, con los siguientes periodos orbitales:

b= 8.6 días
c= 25.6 días
d= 604 días

Lo importante del asunto es que el planeta c es una supertierra (aunque quizá un minineptuno), con una masa mínima de 6.8 veces la terrestre, y que podría estar en la zona habitable de su estrella, aunque quizá un poco más cerca de lo que sería desable. Un posible candidato para contener agua líquida, se ha calculado que su temperatura de equilibrio podría estar en torno a los 300 Kelvin. Este planeta recibiría entre un 30 y un 40 por ciento más de insolación que nuestra tierra, lo que equivaldría a estar situado entre Venus y la Tierra, por dar una referencia.

Imagen

Imagen

La posibilidad de que transiten es bastante pequeña, dado que el diámetro de la estrella es aproximadamente de un 45% del solar, lo que significa que la probabilidad a priori del tránsito se reduce, pese a estar cerca de su estrella los planetas. A grosso modo, sería de un 3% para el planeta b y de un escaso 1% para el c. Eso no significa que no haya que buscar el tránsito, de producirse sería un gran acontecimiento y abriría muchas posibilidades de estudio detallado, especialmente con el James Webb.

Imagen
No está mal clasificado el planeta, según este índice de habitabilidad.

http://www.sciencenews.org/view/generic/id/343418/description/Another_potentially_habitable_world_emerges

The HARPS search for southern extra-solar planets. XXXIV. A planetary system around the nearby M dwarf GJ163, with a super-Earth possibly in the habitable zone
http://arxiv.org/abs/1306.0904

The meter-per-second precision achieved by today velocimeters enables the search for 1-10 M_Earth planets in the habitable zone of cool stars. This paper reports on the detection of 3 planets orbiting GJ163 (HIP19394), a M3 dwarf monitored by our ESO/HARPS search for planets. We made use of the HARPS spectrograph to collect 150 radial velocities of GJ163 over a period of 8 years. We searched the RV time series for coherent signals and found 5 distinct periodic variabilities. We investigated the stellar activity and casted doubts on the planetary interpretation for 2 signals. Before more data can be acquired we concluded that at least 3 planets are orbiting GJ163. They have orbital periods of P_b=8.632+-0.002, P_c=25.63+-0.03 and P_d=604+-8 days and minimum masses msini = 10.6+-0.6, 6.8+-0.9, and 29+-3 M_Earth, respectively. We hold our interpretations for the 2 additional signals with periods P_(e)=19.4 and P_(f)=108 days. The inner pair presents an orbital period ratio of 2.97, but a dynamical analysis of the system shows that it lays outside the 3:1 mean motion resonance. GJ163c, in particular, is a super-Earth with an equilibrium temperature of T_eq = (302+-10) (1-A)^(1/4) K and may lie in the so called habitable zone for albedo values (A=0.34-0.89) moderately higher than that of Earth (A_Earth=0.2-0.3).


A mi me sigue sorprendiendo el esfuerzo necesario... no es nada fácil: 154 mediciones a lo largo de ocho años, no es una tarea trivial ni para alguien con poca paciencia...
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor Hipernauta » 10/6/2013 15:47

Creo que Gliese 163 c puede ser un buen candidato para el futuro instrumento SPHERE del VLT!
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 10/6/2013 16:45

Hipernauta escribió:Creo que Gliese 163 c puede ser un buen candidato para el futuro instrumento SPHERE del VLT!

Me temo que no, Hipernauta. Aunque la estrella sea cercana a nosotros, el planeta está demasiado cerca de su estrella como para poder resolverlo.

Quizá, algún día, sí pueda detectarse mediante interferometría, si mejoran las técnicas de contraste. O si se puede separar la luz del planeta por polarimetría o por efecto Doppler.

Es lo malo de los planetas en la HZ de enanas rojas: están muy cerca de sus estrellas.
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor pochimax » 26/6/2013 12:23

Reanalizados los datos de la estrella GJ667C, parece que podrían existir hasta 7 planetas en torno a la misma, 3 de ellos en la zona de habitabilidad. ¡Un sistema interesantísimo!

Un equipo de astrónomos ha combinado nuevas observaciones de Gliese 667C con datos del instrumento HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros de ESO, en Chile, para desvelar la existencia de un sistema con, al menos, seis planetas. Pero lo que bate todos los récords es el hecho de que tres de esos planetas son supertierras situadas en la zona que rodea a la estrella dentro de la cual podría haber agua líquida, convirtiéndolas en posibles candidatas para la presencia de vida. Se trata del primer sistema encontrado con una zona habitable totalmente equipada.


Imagen

http://www.eso.org/public/spain/news/eso1328/

http://danielmarin.blogspot.com.es/2013/06/gliese-667-c-un-sistema-con-tres.html

La pequeña estrella enana roja Gliese 667C ya era famosa por albergar uno de los candidatos a planeta habitable más prometedores de todos los que conocemos, Gliese 667Cc. Pero ahora el interés hacia este sistema se ha disparado con el reciente anuncio del descubrimiento de nada más y nada menos que de otras dos supertierras habitables que se suman a la ya conocida.


Imagen

El único detalle... debemos recibir este anuncio con más cautela de lo habitual. Ya normalmente debemos tratar a los planetas descubiertos por el método de velocidad radial como candidatos, y esperar confirmación por otro método diferente. En este caso, donde el equipo HARPS-TERRA ha reanalizado los datos, con el ya conocido problema de tener que desenmarañarlos del ruido existente (ver discusión sobre Tau ceti), tenemos que ser todavía más cautelosos si cabe.

In summary, the first five signals are easily spotted using Bayesian criteria and log–L periodograms. The global solution containing seven-Keplerian signals prefers a period of 62.2 days for signal e, which we adopt as our reference solution. Still, a period of 53 days for the same signal cannot be ruled out at the moment. The statistical significance of a 6th periodicity depends on the prior choice for the eccentricity, but the Bayesian odds ratio is high enough to propose it as a genuine Keplerian signal. The statistical significance of the seventh candidate (h) is close to our detection limit and more observations are needed to fully confirm it.


Es posible que varios de estos planetas no existan, esa es la realidad. Pero, de confirmarse, que sistema tan estupendo. La lástima es que, de momento, no parece que transite.

Por otro lado, todo parece indicar que las zonas habitables en torno a enanas rojas, están llenas de planetas, probablemente con más de un planeta en las zonas habitables de las mismas.

A dynamically-packed planetary system around GJ667C with three super-Earths in its habitable zone
http://arxiv.org/abs/1306.6074

ciau
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Re: Resultados de HARPS en enanas rojas

Notapor elalex » 26/6/2013 14:52

Esta época es un punto muy importante para la historia de la astronomía en general y para la humanidad en particular pero muy desesperante vivir en ella, anuncian planetas cada poco tiempo pero no tenemos forma de ir allí y echar un vistazo, esto es cuanto menos frustrante... :D
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