Los astrónomos hacen un raro descubrimiento de exoplanetas

Los astrónomos han hecho el raro descubrimiento de un exoplaneta pequeño y frío y su enorme compañero exterior, arrojando luz sobre la formación de planetas como la Tierra.

Los descubrimientos incluyen un planeta con un radio y una masa entre los de la Tierra y Neptuno, con una órbita potencial alrededor de su estrella anfitriona de 146 días. El sistema estelar también contiene una gran compañera exterior, 100 veces la masa de Júpiter.

Este es un descubrimiento poco común, ya que los exoplanetas más pequeños y livianos que Neptuno y Urano son notoriamente difíciles de detectar, y hasta la fecha solo se han identificado unos pocos. Estos raros sistemas son particularmente interesantes para comprender mejor la formación y evolución planetaria; se consideran un paso clave hacia la detección de planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas.

El nuevo sistema planetario se descubre alrededor de la estrella HD88986. Esta estrella tiene una temperatura similar a la del Sol, con un radio ligeramente mayor y es lo suficientemente brillante como para ser vista por observadores entusiastas en lugares de cielo oscuro en todo el Reino Unido, como Parque Nacional Bannau Brycheiniog (Brecon Beacons).

Este estudio, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, está dirigido por Neda Heidari, becaria postdoctoral iraní en el Instituto de Astrofísica de París (IAP). En el Reino Unido, Thomas Wilson, investigador principal de la Universidad de Warwick, codirigió el análisis de datos satelitales, incluida la búsqueda de nuevos planetas. El equipo también incluye investigadores de otros 29 institutos de nueve países, incluidos Suiza, Chile y Estados Unidos.

Un exoplaneta frío similar a Neptuno

El sistema planetario incluye un planeta frío más pequeño que Neptuno, el llamado subNeptuno, HD88986b. Este planeta tiene el período orbital más largo (146 días) entre los exoplanetas conocidos más pequeños que Neptuno o Urano con mediciones de masa precisas.

Neda Heidari, IAP, explicó: «La mayoría de los planetas que hemos descubierto y medido en cuanto a su masa y radio tienen órbitas cortas, generalmente de menos de 40 días. Para hacer una comparación con nuestro sistema solar, incluso Mercurio, el planeta más cercano al Sol. , tarda 88 días en completar su órbita. Esta falta de detección de planetas con órbitas más largas plantea desafíos para comprender cómo se forman y evolucionan los planetas en otros sistemas e incluso en nuestro sistema solar. HD88986b, con su período orbital de 146 días, tiene potencialmente la órbita más larga conocida entre la población de planetas pequeños con mediciones precisas.»

HD88986b fue detectado usando el SOFÍA – un espectrógrafo de alta precisión (una máquina que analiza longitudes de onda de luz de exoplanetas) en el Observatorio de Haute-Provence, Francia. SOPHIE detecta y caracteriza exoplanetas utilizando el 'método de velocidad radial'; medir pequeñas variaciones en el movimiento de la estrella inducidas por los planetas que la orbitan.

Estas observaciones revelaron el planeta y permitieron al equipo estimar su masa en aproximadamente 17 veces la de la Tierra.

Observaciones suplementarias obtenidas con el telescopio espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA (TESSA) y el telescopio espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) con el satélite ExOPlanet (Keops) indican que es probable que el planeta esté «en tránsito» frente a su estrella anfitriona. Esto ocurre cuando su órbita pasa en la línea de visión entre la Tierra y la estrella, oscureciendo parcialmente la estrella, provocando una disminución en su brillo que puede observarse y cuantificarse.

Estas observaciones realizadas por ambos satélites permitieron al equipo estimar directamente que el diámetro del planeta era aproximadamente el doble del diámetro de la Tierra. Las conclusiones del estudio se basan en más de 25 años de observaciones, incluyendo también datos del Gaia satélite y el Rizar Telescopio en Hawaii.

Además, con una temperatura atmosférica de sólo 190 grados Celsius, HD88986b ofrece una rara oportunidad de estudiar la composición de las denominadas atmósferas «frías», ya que la mayoría de las atmósferas detectadas en exoplanetas están por encima de los 1.000 grados Celsius.

Debido a la amplia órbita subneptuno de HD88986b (tan grande como el 60% de la distancia Tierra-Sol), HD88986b probablemente experimentó interacciones raras con otros planetas que pueden existir en el sistema planetario y una débil pérdida de masa debido a la fuerte radiación ultravioleta de la estrella central. . Por lo tanto, es posible que haya mantenido su composición química original, lo que permitió a los científicos explorar posibles escenarios para la formación y evolución de este sistema planetario.

Thomas Wilson, Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: «HD88986b es esencialmente un Neptuno reducido, entre las órbitas de Mercurio y Venus. Se convierte en uno de los exoplanetas pequeños y fríos mejor estudiados, allanando el camino para el estudio de su atmósfera para comprender la similitud con nuestro propio planeta Tierra y orbita alrededor de una estrella con una temperatura similar a la del Sol, lo que lo convierte en un precursor de los planetas similares a la Tierra que encontrará el telescopio espacial PLATO, en el que Warwick interpreta un papel de liderazgo”.

Un segundo compañero externo

Los astrónomos también revelaron una segunda compañera exterior alrededor de la estrella central. Este exoplaneta es particularmente masivo (más de 100 veces la masa de Júpiter) y su órbita tiene un período de varias decenas de años. Se necesitan más observaciones para comprender su naturaleza y determinar mejor sus propiedades.

Thomas Wilson añadió: «Hemos estado recopilando datos de telescopios que apuntan a HD88986 durante más de 25 años, lo que lo convierte en uno de los sistemas de exoplanetas más estudiados. Esta gran cantidad de datos ha revelado un segundo compañero exterior más masivo que Júpiter, que puede haber sido importante para la formación del planeta tipo Neptuno similar a Júpiter en nuestro propio Sistema Solar».

Los grados

Títulos de imagen:

El satélite espacial TESS utiliza el método de tránsito para medir las diminutas gotas de luz estelar cuando un exoplaneta pasa por delante. TESS permitió caracterizar el subNeptuno HD88986b, determinando con precisión el tamaño del planeta (© Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA).

Enlace al artículo

El artículo científico publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics por Heidari, Boisse, Hara, Wilson, Kiefer, Hébrard, Philipot et al. (2024), «La búsqueda de SOPHIE de planetas extrasolares del norte. XIX. Un sistema que incluye un subneptuno frío que potencialmente transita por una estrella V=6,5 HD8898» [https://www.aanda.org/component/article? access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202347897]