Descubren un sistema de exoplanetas muy cercano con un mundo potencialmente habitable

  • Un equipo de astrónomos, liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (entre ellos el cordobés Rafael Luque, becario de “la Caixa”), ha hallado tres nuevos planetas orbitando una estrella, uno de los cuales podría tener condiciones favorables para la vida. El descubrimiento ha sido posible gracias a la misión TESS de la NASA y a datos obtenidos por varios observatorios terrestres, entre ellos el de Calar Alto en España y su instrumento CARMENES. Los resultados se publican hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

1 de agosto de 2019. Los nuevos planetas descubiertos orbitan una estrella llamada GJ 357, una enana roja de aproximadamente un tercio de la masa y tamaño del Sol y un 40% más frío que nuestra estrella. El sistema está situado a 31 años luz de distancia en la constelación de Hydra. El hallazgo comenzó cuando el satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA detectó en febrero la presencia de un exoplaneta en tránsito, es decir, un planeta fuera de nuestro sistema solar que oscurece brevemente la luz de su estrella al pasar por delante de ella en cada órbita.

Un grupo internacional de científicos, liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias, utilizaron datos obtenidos desde varios observatorios terrestres para confirmar la presencia del planeta, y durante el proceso descubrieron dos mundos adicionales. “En cierto modo, estos planetas se escondían en mediciones realizadas en numerosos observatorios durante muchos años”, explica Rafael Luque, estudiante de doctorado con una beca de “la Caixa” y primer autor del artículo. Y añade: “Fue necesario que TESS nos señalara una estrella interesante para poder descubrirlos”.

De los tres planetas descubiertos, el más lejano, llamado GJ 357 d, es especialmente interesante para los investigadores. El planeta orbita la estrella cada 55,7 días a una distancia de cerca del 20 por ciento de la distancia de la Tierra al Sol, y pesa, al menos, 6,1 veces la masa de nuestro planeta. Aunque su tamaño y composición son desconocidos, un mundo rocoso con esta masa oscilaría entre una y dos veces el tamaño de la Tierra.

“GJ 357 d está situado dentro del borde exterior de la zona habitable de su estrella, donde recibe casi la misma cantidad de energía estelar que Marte del Sol”, explica la coautora Diana Kossakowski del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg. Sin atmósfera, la temperatura media en su superficie sería de -53°C, lo que haría que el planeta fuera más glacial que habitable.

Un artículo complementario (enlace arXiv), liderado por científicos del Instituto Carl Sagan de la Universidad de Cornell y que incluye a investigadores del IAC, analiza en detalle las condiciones de habitabilidad del planeta. Según Lisa Kaltenegger, primera autora del artículo, “si GJ 357 d tiene una atmósfera densa, rica en dióxido de carbono, podría atrapar suficiente calor para calentar el planeta y permitir agua líquida en su superficie. Es más, podríamos ser capaces de detectar biomarcadores en su atmósfera con la futura generación de telescopios espaciales y terrestres tales como el JWST y el E-ELT, actualmente en construcción”.

Otros mundos singulares

Los tránsitos observados con TESS, y que desencadenaron el descubrimiento de este sistema planetario, pertenecen a GJ 357 b, un planeta un 22% más grande que la Tierra. Orbita once veces más cerca de su estrella que Mercurio a nuestro Sol y tiene una temperatura superficial de alrededor de 254°C. “GJ 357 b es lo que llamamos una ‘Tierra caliente’ —explica Enric Pallé, astrofísico del IAC, coautor del artículo y supervisor doctoral de Luque—, y aunque no puede albergar vida, cabe destacar que es el tercer exoplaneta en tránsito más cercano conocido hasta la fecha y uno de los mejores planetas rocosos que tenemos para medir la composición de cualquier atmósfera que pueda poseer”.

Por su parte, GJ 357 c tiene una masa de al menos 3,4 veces la de la Tierra, orbita la estrella cada 9,1 días a una distancia un poco más del doble de GJ 357 b, y tiene una temperatura superficial estimada de alrededor de 127°C. El satélite TESS no observó tránsitos desde este planeta, lo que sugiere que su órbita está inclinada ligeramente – al menos un grado- en relación con la órbita del planeta ‘Tierra caliente’, por lo que nunca pasa a través de la estrella desde nuestra perspectiva.

Para confirmar la presencia del GJ 357 b y descubrir a sus vecinos, Luque y sus colaboradores recurrieron a medidas previas de la velocidad radial de la estrella, el movimiento del astro a lo largo de nuestra línea de visión. Un planeta en órbita produce un tirón gravitacional en su estrella que da como resultado un pequeño movimiento que los astrónomos pueden detectar a través de leves cambios en el espectro de la estrella.

El equipo examinó datos del Observatorio Europeo Austral (ESO) y el Observatorio de Las Campanas en Chile, el Observatorio W.M. Keck en Hawái y el Observatorio de Calar Alto en España, entre otros. En el caso del observatorio español, los datos estudiados pertenecen al instrumento CARMENES, un espectrógrafo visible e infrarrojo desarrollado por un consorcio de instituciones alemanas y españolas y coliderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), con la participación del IAC, del Institut de Ciències de l’Espai, (IEEC-CSIC) y del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA).

La semana de oro de TESS

Este lunes, el satélite TESS también ha permitido identificar un sistema solar con tres exoplanetas poco usuales. El hallazgo, publicado en Nature Astronomy (https://www.nature.com/articles/s41550-019-0845-5) y en el que han participado también investigadores del IAC, incluye una supertierra rocosa y dos sub-neptunos gaseosos en los alrededores de TOI-270, una estrella enana roja situada a solo 73 años luz de la Tierra. “Lo interesante es que ninguno de este tipo de exoplanetas existe en nuestro sistema solar, con lo que estudiarlos podría ayudarnos a encontrar el ‘eslabón perdido’ en la evolución de los planetas”, señala Pallé, uno de los autores del artículo.

Todos estos descubrimientos coinciden, además, con el primer año de operación de la misión TESS. Para examinar los logros alcanzados y determinar posibles mejoras, esta semana se celebra en Cambridge, Massachusetts, la primera Conferencia Científica de TESS que reúne a los principales expertos de la misión. (https://tsc.mit.edu/)

Artículo: https://doi.org/10.0.4.27/0004-6361/201935801

Vídeo: https://youtu.be/7ei38_rwbgs

Contacto:

Rafael Luque, investigador del IAC con una beca de “la Caixa”: rluque@iac.es

Enric Pallé, investigador del IAC: epalle@iac.es

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