Tránsito astronómico

En astronomía , un tránsito (o tránsito astronómico ) es el paso de un cuerpo celeste directamente entre un cuerpo más grande y el observador. Visto desde un punto de observación particular, el cuerpo en tránsito parece moverse a través de la cara del cuerpo más grande, cubriendo una pequeña porción de este. ^[1]

La palabra "tránsito" se refiere a los casos en los que el objeto más cercano parece más pequeño que el objeto más distante. Los casos en los que el objeto más cercano parece más grande y oculta por completo al objeto más distante se conocen como ocultaciones .

Sin embargo, la probabilidad de ver un planeta en tránsito es baja porque depende de la alineación de los tres objetos en una línea casi perfectamente recta. ^[2] Muchos parámetros de un planeta y su estrella madre se pueden determinar basándose en el tránsito.

Un tipo de tránsito implica el movimiento de un planeta entre un observador terrestre y el Sol . Esto solo puede ocurrir con planetas inferiores , a saber, Mercurio y Venus (ver tránsito de Mercurio y tránsito de Venus ). Sin embargo, debido a que un tránsito depende del punto de observación, la Tierra misma transita el Sol si se observa desde Marte. En el tránsito solar por la Luna capturado durante la calibración de la imagen ultravioleta de la nave espacial STEREO B, la Luna parece mucho más pequeña de lo que es cuando se ve desde la Tierra , porque la separación entre la nave espacial y la Luna fue varias veces mayor que la distancia Tierra-Luna .

El término también se puede utilizar para describir el movimiento de un satélite alrededor de su planeta padre, por ejemplo, uno de los satélites galileanos ( Ío , Europa , Ganímedes , Calisto ) alrededor de Júpiter , visto desde la Tierra .

Aunque son poco frecuentes, se dan casos en los que cuatro cuerpos están alineados. Uno de estos eventos ocurrió el 27 de junio de 1586, cuando Mercurio transitó el Sol visto desde Venus al mismo tiempo que un tránsito de Mercurio desde Saturno y un tránsito de Venus desde Saturno. ^{[ cita requerida ]}

No se había planeado ninguna misión para que coincidiera con el tránsito de la Tierra visible desde Marte el 11 de mayo de 1984 y las misiones Viking habían sido canceladas un año antes. En consecuencia, la próxima oportunidad de observar una alineación de este tipo será en 2084.

El 21 de diciembre de 2012, la sonda Cassini-Huygens , en órbita alrededor de Saturno , observó el planeta Venus en tránsito alrededor del Sol. ^[3]

El 3 de junio de 2014, el explorador marciano Curiosity observó el planeta Mercurio en tránsito alrededor del Sol, lo que marcó la primera vez que se observaba un tránsito planetario desde un cuerpo celeste además de la Tierra. ^[4]

En casos excepcionales, un planeta puede pasar por delante de otro. Si el planeta más cercano parece más pequeño que el más lejano, el evento se denomina tránsito planetario mutuo .

• 
  Tránsito de Venus visto desde la Tierra, 2012
• 
  El tránsito de Ío por Júpiter visto por la sonda Cassini
• 
  Mercurio en tránsito alrededor del Sol, visto desde el rover Curiosity en Marte (3 de junio de 2014).
• 
  La Luna en tránsito frente a la Tierra, vista por el Observatorio del Clima del Espacio Profundo el 4 de agosto de 2015.

El método de tránsito puede utilizarse para descubrir exoplanetas . Cuando un planeta eclipsa o transita su estrella anfitriona, bloqueará una parte de la luz de la estrella. Si el planeta transita entre la estrella y el observador, el cambio en la luz puede medirse para construir una curva de luz . Las curvas de luz se miden con un dispositivo acoplado a la carga . La curva de luz de una estrella puede revelar varias características físicas del planeta y la estrella, como la densidad. Se deben medir múltiples eventos de tránsito para determinar las características que tienden a ocurrir a intervalos regulares. Múltiples planetas orbitando la misma estrella anfitriona pueden causar variaciones en el tiempo de tránsito (TTV). TTV es causado por las fuerzas gravitacionales de todos los cuerpos en órbita que actúan entre sí. Sin embargo, la probabilidad de ver un tránsito desde la Tierra es baja. La probabilidad está dada por la siguiente ecuación.

${\displaystyle P_{\text{tránsito}}=(R_{\text{estrella}}+R_{\text{planeta}})/a,}$^[5]

donde R _estrella y R _planeta son el radio de la estrella y el planeta, respectivamente, y a es el semieje mayor. Debido a la baja probabilidad de un tránsito en cualquier sistema específico, se deben observar regularmente grandes selecciones del cielo para ver un tránsito. Los Júpiter calientes tienen más probabilidades de ser vistos debido a su radio más grande y semieje mayor corto. Para encontrar planetas del tamaño de la Tierra, se observan estrellas enanas rojas debido a su pequeño radio. Aunque el tránsito tiene una baja probabilidad, ha demostrado ser una buena técnica para descubrir exoplanetas.

En los últimos años, el descubrimiento de planetas extrasolares ha suscitado interés en la posibilidad de detectar su tránsito a través de sus propias estrellas primarias. HD 209458b fue el primer planeta en tránsito detectado.

El tránsito de objetos celestes es uno de los pocos fenómenos clave que se utilizan hoy en día para el estudio de los sistemas exoplanetarios . Hoy en día, la fotometría de tránsito es la forma principal de descubrimiento de exoplanetas . ^[5] A medida que un exoplaneta se mueve frente a su estrella anfitriona, se produce una disminución de la luminosidad de esta que se puede medir. ^[6] Los planetas más grandes hacen que la caída de la luminosidad sea más notoria y más fácil de detectar. A menudo se realizan observaciones de seguimiento utilizando otros métodos para asegurarse de que se trata de un planeta.

Actualmente (diciembre de 2018) hay 2345 planetas confirmados con curvas de luz Kepler como anfitriones estelares. ^[7]

Durante un tránsito se producen cuatro "contactos", cuando la circunferencia del círculo pequeño (disco del cuerpo pequeño) toca la circunferencia del círculo grande (disco del cuerpo grande) en un único punto . Históricamente, medir el tiempo preciso de cada punto de contacto era una de las formas más precisas de determinar las posiciones de los cuerpos astronómicos. Los contactos se producen en el siguiente orden:

• Primer contacto : el cuerpo más pequeño está completamente fuera del cuerpo más grande, moviéndose hacia adentro ("ingreso exterior")
• Segundo contacto : el cuerpo más pequeño está completamente dentro del cuerpo más grande, moviéndose más hacia adentro ("ingreso interior")
• Tercer contacto : el cuerpo más pequeño está completamente dentro del cuerpo más grande, moviéndose hacia afuera ("salida interior")
• Cuarto contacto : el cuerpo más pequeño está completamente fuera del cuerpo más grande, moviéndose hacia afuera ("salida exterior") ^[8]

Un quinto punto nombrado es el de mayor tránsito, cuando los centros aparentes de los dos cuerpos están más próximos entre sí, a la mitad del tránsito. ^[8]

Dado que la fotometría de tránsito permite escanear grandes áreas celestes con un procedimiento simple, ha sido la forma más popular y exitosa de encontrar exoplanetas en la última década e incluye muchos proyectos, algunos de los cuales ya se han retirado, otros están en uso hoy en día y algunos están en proceso de planificación y creación. Los proyectos más exitosos incluyen HATNet, KELT, Kepler y WASP, y algunas misiones nuevas y en etapa de desarrollo como TESS , HATPI y otras que se pueden encontrar entre la Lista de proyectos de búsqueda de exoplanetas .

El proyecto HATNet es un conjunto de telescopios del norte en los Observatorios Fred Lawrence Whipple , Arizona y Mauna Kea , Hawái, y telescopios del sur en todo el mundo, en África, Australia y Sudamérica, bajo la rama HATSouth del proyecto. ^[9] Estos son telescopios de pequeña apertura, al igual que KELT, y miran a un campo amplio que les permite escanear una gran área del cielo en busca de posibles planetas en tránsito. Además, su multitud y distribución por todo el mundo permite la observación del cielo las 24 horas del día, los 7 días de la semana, de modo que se pueden capturar más tránsitos de período corto. ^[10]

Un tercer subproyecto, HATPI, está actualmente en construcción y estudiará la mayor parte del cielo nocturno visto desde su ubicación en Chile. ^[11]

KELT es una misión de telescopio terrestre diseñada para buscar sistemas de tránsito de planetas de magnitud 8<M<10. Comenzó a funcionar en octubre de 2004 en el Observatorio Winer y tiene un telescopio compañero austral añadido en 2009. ^[12] KELT Norte observa "una franja de cielo de 26 grados de ancho que se encuentra sobre América del Norte durante el año", mientras que KELT Sur observa áreas de un solo objetivo de un tamaño de 26 por 26 grados. Ambos telescopios pueden detectar e identificar eventos de tránsito tan pequeños como una caída de flujo del 1%, lo que permite la detección de sistemas planetarios similares a los de nuestro sistema planetario. ^{[13] [14]}

El telescopio espacial Kepler sirvió en la misión Kepler entre el 7 de marzo de 2009 y el 11 de mayo de 2013, donde observó una parte del cielo en busca de planetas en tránsito dentro de un radio de 115 grados cuadrados del cielo alrededor de las constelaciones de Cygnus , Lyra y Draco . ^[15] Después de eso, el satélite continuó operando hasta el 15 de noviembre de 2018, esta vez cambiando su campo a lo largo de la eclíptica a una nueva área aproximadamente cada 75 días debido a una falla en la rueda de reacción. ^[16]

El satélite TESS se lanzó el 18 de abril de 2018 y está previsto que examine la mayor parte del cielo observando franjas definidas a lo largo de las líneas de ascensión recta durante 27 días cada una. Cada área examinada mide 27 por 90 grados. Debido a la posición de las secciones, el área cercana al eje de rotación de TESS se examinará durante un máximo de 1 año, lo que permitirá la identificación de sistemas planetarios con períodos orbitales más largos.

• Eclipse
• Misión Kepler
• Ocultación
• Sicigia (astronomía)
  • Conjunción (astronomía)
  • Oposición (planetas)
• Tránsito de asteroides
• Tránsito de Deimos desde Marte
• Tránsito de Fobos desde Marte
• Tránsito de Vulcano
• Tránsito de Mercurio desde Marte
• Tránsito de la Tierra desde Marte

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• En busca de Venus, observando los tránsitos de Venus Bibliotecas del Instituto Smithsonian
• Jean Meeus : Tránsitos. Richmond, Virginia: Willmann-Bell, Inc., 1989, ISBN 0-943396-25-5 
• Jean Meeus: Tablas astronómicas del Sol, la Luna y los planetas. Richmond, Virginia: Willmann-Bell, Inc., 1995, ISBN 0-943396-45-X 
• Karl Ramsayer : Geodätische Astronomie , Vol.2a del Handbuch der Vermessungskunde , 900 p., JBMetzler, Stuttgart 1969.