Planetas extrasolares. Efecto Doppler

PLANETAS EXTRASOLARES

Otro método empleado para detectar planetas extrasolares se basa en observaciones del espectro de la estrella, concretamente en la observación del fenómeno conocido como efecto Doppler.

Cuando un planeta gira alrededor de una estrella, produce en ésta un tirón gravitacional, de manera que la estrella mostrará un cierto movimiento de oscilación, muy ligero. Desgraciadamente, este movimiento de la estrella es demasiado tenue. Además, para poder observar este efecto en la estrella es necesario que la órbita del planeta esté orientada adecuadamente hacia la Tierra.


Si la perspectiva que observamos desde la Tierra permite observar la órbita «de cara», entonces no podremos detectar ningún efecto sobre el movimiento de la estrella y el planeta no podrá ser detectado por este método.	Por el contrario, si el planeta se mueve como muestra la figura superior, la estrella tendrá un movimiento de vaivén (muy ligero, pero detectable), en la línea de visión. En este caso podremos detectar el planeta.

Una técnica bastante precisa para cuantificar el desplazamiento de una estrella (concretamente la velocidad radial, es decir, la componente de la velocidad de la estrella proyectada sobre la línea de visión) es la medida del efecto Doppler reflejado sobre el espectro obtenido de la estrella. Este efecto se basa en el hecho de que las sucesivas ondas emitidas por un foco en movimiento relativo con respecto al observador se adelantan o se atrasan, con lo cual se puede observar una variación en la frecuencia de la onda (o en su longitud de onda).

En la luz emitida por una estrella se pueden observar diferentes líneas espectrales que revelan la presencia de distintos elementos químicos. En el laboratorio se han medido con mucha precisión las longitudes de onda correspondientes a dichas líneas espectrales, por lo que comparando el espectro de una estrella con uno obtenido en el laboratorio podemos comprobar si dichas líneas aparecen desplazadas o no. Además, podemos deducir hacia qué lado se han desplazado, y la cuantía del desplazamiento indica cuál es la velocidad del astro.

Espectro en reposo

Si la estrella no se mueve en la dirección radial, entonces las líneas observadas en el espectro estarán en la misma posición que cuando las observamos en un laboratorio terrestre.

Espectro de objeto que se acerca a la Tierra

Si la estrella se mueve hacia nosotros en la dirección radial, entonces las líneas observadas en el espectro estarán desplazadas hacia la parte azul del espectro (hacia longitudes de onda más cortas) respecto a las observaciones realizadas en un laboratorio.

Espectro de objeto que se aleja de la Tierra

Si la estrella se aleja de nosotros en la dirección radial, entonces las líneas observadas en el espectro estarán desplazadas hacia la parte roja del espectro (hacia longitudes de onda más largas) respecto a las observaciones realizadas en un laboratorio.

En las siguientes figuras se aprecia este efecto:


Una mayor velocidad de acercamiento de la estrella implica un mayor desplazamiento de las líneas hacia la parte azul del espectro.	Una mayor velocidad de alejamiento de la estrella implica un mayor desplazamiento de las líneas hacia la parte roja del espectro.

Así pues, midiendo estos desplazamientos en las líneas que aparecen en el espectro de una estrella, se puede deducir la velocidad radial de ésta y, observando si existe alguna variación periódica en el desplazamiento de las líneas espectrales, se puede deducir la presencia de planetas girando alrededor de la estrella y que perturban su movimiento.

Este fenómeno también se aprecia en las estrellas pulsantes, estrellas cuyo radio aumenta y disminuye continuamente. Pero no es difícil identificar este tipo de estrellas debido a su luminosidad, variabilidad, características de su espectro, etc., por lo que este método es bastante seguro para detectar cuerpos girando alrededor de las estrellas.

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