Uno de los objetivos
principales de la ciencia exoplanetaria es detectar planetas pequeños y
templados que pasan (en tránsito) frente a estrellas anfitrionas brillantes y
tranquilas. Esto permite la caracterización de tamaños planetarios,
órbitas, composiciones a granel, atmósferas e historias de formación. Estos
estudios son facilitados por pequeñas y frías estrellas anfitrionas enanas tipo
M.
El
nuevo cazador de planetas de la NASA, el Transiting
Exoplanet Survey Satellite – TESS (Satélite de Encuetas Exoplanetas en Transito), ha descubierto tres
nuevos planetas desconocidos hasta la fecha, uno un poco más
grande que la Tierra y dos aproximadamente la mitad del tamaño de Neptuno,
orbitando una estrella cercana.
Nave espacial TESS
antes del lanzamiento
La estrella anfitriona
del sistema es TOI-270, una estrella
enana tipo M (poco brillante y fría)
que es aproximadamente un 40% más pequeña que el Sol tanto en tamaño como en
masa, y su superficie es un tercio más fría.
El sistema planetario se
encuentra a 73 años luz de distancia, en la Constelación de Pictor.
Los tres nuevos mundos, una súper Tierra y dos
sub-Neptunes que transitan cercanos a la silenciosa Estrella enana M TOI-270; han sido bautizados como TOI-270b (el planeta rocoso), TOI-270c y TOI-270d. Parecen estar vinculados en una
cadena de resonancia, interactuando gravitacionalmente para producir un patrón
en sus períodos orbitales.
"TOI-270 es un verdadero Disneyland para la ciencia
de los exoplanetas, y uno de los principales sistemas que TESS se propuso
descubrir", dijo el astrofísico Maximilian Günther del
Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. "Realmente puedes hacer todas las cosas
que quieres hacer en la ciencia de los exoplanetas, con este sistema".
Para ser claros, ninguno de los
tres planetas es probable que sean habitables. TOI-270b, un planeta rocoso de aproximadamente 1.25 veces el tamaño
de la Tierra, es el más cercano a la estrella, girando en una órbita completa
una vez cada 3.4 días.
Aunque la estrella es mucho más
fría que el Sol, y solo el 40 por ciento de su tamaño, todavía está demasiado
cerca para el agua líquida en la superficie, una de las métricas principales
para determinar la habitabilidad.
De las dos sub-Neptunas, una es 2.42 veces el tamaño de la Tierra,
la otra 2.13 veces el tamaño, la más grande tiene una órbita de 5.7 días; Esto
también está demasiado cerca de la estrella para la habitabilidad.
El sub-Neptuno más pequeño tiene una órbita de 11.4 días, lo que
significa que su atmósfera exterior podría ser habitable en cuanto a
temperatura; pero es probable que tenga una atmósfera muy espesa que cree
un efecto invernadero, dejando la superficie demasiado caliente para
sobrevivir. (Suena un poco como
Venus ).
Un diagrama de las
órbitas planetarias, con la zona habitable representada en verde oscuro y la
zona habitable extremófila en verde claro. (Günther et al., Nature
Astronomy, 2019)
En esa proximidad, también es probable que los tres planetas estén
bloqueados por la marea, lo que significa que el mismo lado siempre mira a la estrella, lo que
no hace las condiciones ideales para la vida.
Sin embargo, el sistema presenta
algunas oportunidades raras.
Comencemos con la estrella misma. La
mayoría de las enanas rojas son turbulentas y escupen bengalas, pero TOI-270 es
más viejo. Y porque está cerca, también es brillante.
Además, debido a que sus planetas
pasan entre nosotros y la estrella cuando orbitan, podemos aprender sobre sus
atmósferas al estudiar los cambios en la luz de la estrella.
Esto podría ayudarnos a aprender más sobre cómo se forman los
diferentes planetas, y por qué algunos son rocosos y pequeños, y otros son
enormes y gaseosos.
No podemos hacer esto en base a los
planetas de nuestro propio Sistema Solar, porque no tiene sub-Neptunes,
conocido como el "eslabón
perdido" entre los planetas rocosos y los gigantes gaseosos.
"Hemos encontrado muy pocos planetas como este en
la zona habitable, y muchos menos alrededor de una estrella tranquila, así que
esto es raro", dijo el astrofísico planetario Stephen Kane, de
la Universidad de California Riverside.
Esa resonancia orbital que
mencionamos anteriormente también representa una oportunidad. Es entonces
cuando las órbitas planetarias tienen un patrón.
Entonces, por cada cinco veces el planeta más interno, TOI-270b,
gira alrededor de la estrella, el planeta central, TOI-270c gira alrededor de
tres, expresado como una relación de enteros, que es una resonancia orbital de
5: 3.
Y por cada dos de las órbitas de
TOI-270c, TOI-270d tiene una, o una resonancia orbital de 2: 1.
"Para TOI-270, estos planetas se alinean como
perlas en una cuerda", dijo Günther. "Eso es algo muy interesante, porque nos permite estudiar su
comportamiento dinámico. Y casi se puede esperar, si hay más planetas, el
próximo estaría en algún lugar más alejado, en otra relación entera".
En otras palabras, podría decirles a los astrónomos dónde buscar
planetas más distantes en el sistema, y aquí es donde se pone
realmente interesante. La zona habitable se extiende más atrás de la
estrella, y puede haber más planetas en ella.
Y, señalaron los astrónomos, aunque
es poco probable que TOI-270d sea habitable en sí mismo, puede tener exomoons.
Realmente es un sistema
tremendamente emocionante para futuras oportunidades de investigación.
"Hay muchas pequeñas piezas del rompecabezas que
podemos resolver con este sistema", dijo Günther. "Es un laboratorio excepcional, no por
una sola, sino por muchas razones: realmente cumple todos los requisitos".
Los resultados de esta investigación, en la que participan científicos de la Universidad de Granada (UGR), se han publicado en la revista Nature Astronomy.
Fuente: Science Alert (Michelle Starr) – Space – Nature Astronomy –
Wikipedia – 29.julio.2019
Traducción libre de Soca
