Variación del tiempo de tránsito

La variación del tiempo de tránsito es un método para detectar exoplanetas mediante la observación de variaciones en el tiempo de un tránsito . Esto proporciona un método extremadamente sensible capaz de detectar planetas adicionales en el sistema con masas potencialmente tan pequeñas como la de la Tierra . En sistemas planetarios muy compactos, la atracción gravitacional de los planetas entre ellos hace que un planeta se acelere y otro planeta desacelere a lo largo de su órbita. La aceleración hace que cambie el período orbital de cada planeta. La detección de este efecto midiendo el cambio se conoce como variaciones de tiempo de tránsito. [1] [2] [3] [4] [5] [6] La "variación de tiempo" pregunta si el tránsito se produce con una periodicidad estricta o si hay una variación.

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Animación que muestra la diferencia entre el tiempo de tránsito planetario de los sistemas de 1 planeta y de 2 planetas. Crédito: NASA / Misión Kepler.

La primera detección significativa de un planeta sin tránsito utilizando variaciones de tiempo de tránsito se llevó a cabo con el telescopio Kepler de la NASA . El planeta en tránsito Kepler-19b muestra una variación de tiempo de tránsito con una amplitud de 5 minutos y un período de aproximadamente 300 días, lo que indica la presencia de un segundo planeta, Kepler-19c , que tiene un período que es un múltiplo casi racional del período del planeta en tránsito. [7] [8]

En 2010, los investigadores propusieron un segundo planeta en órbita alrededor de WASP-3 basado en la variación del tiempo de tránsito, [9] [10] pero esta propuesta fue desacreditada en 2012. [11]

La variación del tiempo de tránsito se detectó por primera vez de manera convincente para los planetas Kepler-9b y Kepler-9c [12] y ganó popularidad en 2012 para confirmar los descubrimientos de exoplanetas. [13]

TTV también se puede utilizar para medir indirectamente la masa de los exoplanetas en sistemas compactos de múltiples planetas y / o sistemas cuyos planetas están en cadenas resonantes. Al realizar una serie de integraciones de n cuerpos analíticas (TTVFaster [14] ) y numéricas (TTVFast [15] y Mercury [16] ) de un sistema de seis planetas coplanarios que interactúan gravitacionalmente, las estimaciones de masa iniciales para los seis planetas internos Se determinaron los planetas de TRAPPIST-1 , junto con sus excentricidades orbitales. [17]

  1. ^ "La técnica de búsqueda de planetas de variación de tiempo de tránsito (TTV) comienza a florecer" .
  2. ^ Steffen, Jason H .; Fabrycky, Daniel C .; Agol, Eric; Ford, Eric B .; Morehead, Robert C .; Cochran, William D .; Lissauer, Jack J .; Adams, Elisabeth R .; Borucki, William J .; Bryson, Steve; Caldwell, Douglas A .; Dupree, Andrea; Jenkins, Jon M .; Robertson, Paul; Rowe, Jason F .; Seader, Shawn; Thompson, Susan; Twicken, Joseph D. (2013). "Observaciones de tiempo de tránsito de Kepler - VII. Confirmación de 27 planetas en 13 sistemas multiplanetas a través de variaciones de tiempo de tránsito y estabilidad orbital". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 428 (2): 1077–1087. arXiv : 1208,3499 . Código bibliográfico : 2013MNRAS.428.1077S . doi : 10.1093 / mnras / sts090 . S2CID  14676852 .
  3. ^ Xie, Ji-Wei (2013). "Variación de tiempo de tránsito de pares planetarios de resonancia cercana: confirmación de 12 sistemas de planetas múltiples". La serie de suplementos de revistas astrofísicas . 208 (2): 22. arXiv : 1208.3312 . Código bibliográfico : 2013ApJS..208 ... 22X . doi : 10.1088 / 0067-0049 / 208/2/22 . S2CID  17160267 .
  4. ^ Miralda-Escude (2001). "Perturbaciones orbitales en planetas en tránsito: un posible método para medir cuadrupolos estelares y detectar planetas de masa terrestre". El diario astrofísico . 564 (2): 1019–1023. arXiv : astro-ph / 0104034 . Código Bibliográfico : 2002ApJ ... 564.1019M . doi : 10.1086 / 324279 . S2CID  7536842 .
  5. ^ Holman; Murray (2005). "El uso de la sincronización de tránsito para detectar planetas extrasolares con masas tan pequeñas como la Tierra". Ciencia . 307 (1291): 1288–91. arXiv : astro-ph / 0412028 . Código Bibliográfico : 2005Sci ... 307.1288H . doi : 10.1126 / science.1107822 . PMID  15731449 . S2CID  41861725 .
  6. ^ Agol; Sari; Steffen; Clarkson (2005). "Sobre la detección de planetas terrestres con sincronización de tránsitos de planetas gigantes". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 359 (2): 567–579. arXiv : astro-ph / 0412032 . Código bibliográfico : 2005MNRAS.359..567A . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2005.08922.x . S2CID  16196696 .
  7. ^ "Mundo invisible descubierto" . Noticias de Kepler de la NASA. 8 de septiembre de 2011.
  8. ^ Ballard, S .; Fabrycky, D .; Fressin, F .; Charbonneau, D .; Desert, J.-M .; Torres, G .; Marcy, G .; Burke, CJ; Isaacson, H .; Henze, C .; Steffen, JH; Ciardi, DR; Howell, SB; Cochran, WD; Endl, M .; Bryson, ST; Rowe, JF; Holman, MJ; Lissauer, JJ; Jenkins, JM; Aún así, M .; Ford, EB; Christiansen, JL; Middour, CK; Haas, MR; Li, J .; Hall, JR; McCauliff, S .; Batalha, Nuevo México; Koch, DG; Borucki, WJ (2011), "El sistema Kepler-19: Un planeta en tránsito 2.2 R ⊕ y un segundo planeta detectado a través de variaciones de tiempo de tránsito", Astrophysical Journal , 743 (2): 200, arXiv : 1109.1561 , Bibcode : 2011ApJ .. .743..200B , doi : 10.1088 / 0004-637X / 743/2/200  , S2CID 42698813
  9. ^ Planeta encontrado tirando en tránsitos Archivado el13 de julio de 2010en la Wayback Machine , Astronomy Now, 9 de julio de 2010
  10. ^ Maciejewski, G .; Dimitrov, D .; Neuhäuser, R .; Niedzielski, A .; Raetz, S .; Ginski, C .; Adam, C .; Marka, C .; Moualla, M .; Mugrauer, M. (2010), "Variación del tiempo de tránsito en el exoplaneta WASP-3b", MNRAS , 407 (4): 2625, arXiv : 1006.1348 , Bibcode : 2010MNRAS.407.2625M , doi : 10.1111 / j.1365-2966.2010.17099 .X
  11. ^ M Montalto; et al. (2 de noviembre de 2012). "Un nuevo análisis del sistema WASP-3: no hay evidencia de un compañero adicional". MNRAS . 427 (4): 2757–2771. arXiv : 1211.0218 . Código bibliográfico : 2012MNRAS.427.2757M . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2012.21926.x . S2CID  59381004 .
  12. ^ Harrington, JD (26 de agosto de 2010). "La misión Kepler de la NASA descubre dos planetas que transitan la misma estrella" . nasa.gov . Consultado el 4 de septiembre de 2018 .
  13. ^ Johnson, Michele (26 de enero de 2012). "Kepler de la NASA anuncia 11 sistemas planetarios que albergan 26 planetas" . nasa.gov . Consultado el 4 de septiembre de 2018 .
  14. ^ Agol, E .; Deck, K. (2016), "Transit Timing to First Order in Excentricity", Astrophysical Journal , 818 (2): 177, arXiv : 1509.01623 , Bibcode : 2016ApJ ... 818..177A , doi : 10.3847 / 0004-637X / 818/2/177  , S2CID 38941103
  15. ^ Cubierta, KM; Agol, E .; Holman, MJ; Nesvorný, D. (2014), "TTVFast: An Efficient and Accurate Code for Transit Timing Inversion Problems", Astrophysical Journal , 787 (2): 132, arXiv : 1403.1895 , Bibcode : 2014ApJ ... 787..132D , doi : 10.1088 / 0004-637X / 787/2/132  , S2CID 53965722
  16. ^ Chambers, JE (1999), "Un integrador simpléctico híbrido que permite encuentros cercanos entre cuerpos masivos", MNRAS , 304 (4): 793–799, Bibcode : 1999MNRAS.304..793C , CiteSeerX  10.1.1.25.3257 , doi : 10.1046 / j.1365-8711.1999.02379.x
  17. ^ Gillon, M .; Triaud, AHMJ; Demory, B.-O .; Jehin, E .; Agol, E .; Cubierta, KM; Lederer, SM; de, Wit J .; Burdanov, A .; Ingalls, JG; Bolmont, E .; Leconte, J .; Raymond, SN; Selsis, F .; Turbet, M .; Barkaoui, K .; Burgasser, A .; Burleigh, MR; Carey, SJ; Chaushev, A .; Trigo de cobre, CM; Delrez, L .; Fernandes, CS; Holdsworth, DL; Kotze, EJ; Van, Grootel V .; Almleaky, Y .; Benkhaldoun, Z .; Magain, P .; Queloz, D. (2017), "Siete planetas terrestres templados alrededor de la cercana estrella enana ultrafría TRAPPIST-1", Nature , 542 (7642): 456–460, arXiv : 1703.01424 , Bibcode : 2017Natur.542..456G , doi : 10.1038 / nature21360 , PMC  5330437 , PMID  28230125

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