28/06/2021
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Mientras exploraba dos exoplanetas en un brillante sistema estelar cercano, el satélite Cheops de caza de exoplanetas de la ESA ha detectado inesperadamente el tercer planeta conocido del sistema cruzando la cara de la estrella. Este tránsito revela detalles emocionantes sobre un planeta raro «sin equivalente conocido», dicen los investigadores.
El descubrimiento es uno de los primeros resultados de Keops de la ESA (que caracteriza a ExOPlanet Satellite), y la primera vez que se ha visto un exoplaneta con un período de más de 100 días en tránsito por una estrella que es lo suficientemente brillante como para ser visible a simple vista.
Llamada Nu2 Lupi, esta brillante estrella similar al Sol se encuentra a poco menos de 50 años luz de la Tierra en la constelación de Lupus (el Lobo). En 2019, el buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión (HARPS) del telescopio de 3,6 metros de ESO en Chile descubrió tres exoplanetas (llamados ‘b’, ‘c’ y ‘d’, y se considera que la estrella es el objeto ‘A’) en el sistema, con masas entre las de la Tierra y Neptuno y órbitas de 11,6, 27,6 y 107,6 días. Posteriormente, se descubrió que los dos más internos de estos planetas, byc, transitaban Nu2 Lupi por el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA, lo que la convierte en una de las tres estrellas a simple vista que se sabe que albergan múltiples planetas en tránsito.
«Los sistemas en tránsito como Nu2 Lupi son de suma importancia en nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan los planetas, ya que podemos comparar varios planetas alrededor de la misma estrella brillante en detalle», dice Laetitia Delrez de la Universidad de Lieja, Bélgica, y autora principal del nuevo descubrimiento.
“Nos propusimos basarnos en estudios previos de Nu2 Lupi y observar los planetas byc cruzando la faz de Nu2 Lupi con Keops, pero durante un tránsito del planeta c vimos algo asombroso: un tránsito inesperado por el planeta ‘d’, que se encuentra más lejos en el sistema «.
Tránsitos planetarios crean una valiosa oportunidad para estudiar la atmósfera, la órbita, el tamaño y el interior de un planeta. Un planeta en tránsito bloquea una pequeña pero detectable proporción de la luz de su estrella cuando cruza frente a su estrella, y fue esta gota de luz lo que llevó a Laetitia y sus colegas a su descubrimiento. Dado que los exoplanetas de largo período orbitan tan lejos de sus estrellas, las posibilidades de ver uno durante un tránsito son increíblemente bajas, lo que hace que el descubrimiento de Keops sea una verdadera sorpresa.
Utilizando las capacidades de alta precisión de Keops, se descubrió que el planeta d tenía aproximadamente 2,5 veces el radio de la Tierra, se confirmó que tardaría un poco más de 107 días en dar una vuelta alrededor de su estrella y, utilizando observaciones de archivo de telescopios terrestres, se encontró que tenía una masa de 8.8 veces la de la Tierra.
“La cantidad de radiación estelar que llega al planeta d también es leve en comparación con muchos otros exoplanetas descubiertos; en nuestro Sistema Solar, Nu2 Lupi d orbitaría entre Mercurio y Venus ”, añade el coautor David Ehrenreich de la Universidad de Ginebra, Suiza. «Combinado con su brillante estrella madre, un largo período orbital y la idoneidad para la caracterización de seguimiento, esto hace que el planeta d sea enormemente emocionante: es un objeto excepcional sin equivalente conocido, y seguramente será un objetivo dorado para futuros estudios».
La mayoría de los exoplanetas en tránsito de períodos largos descubiertos hasta la fecha se han encontrado alrededor de estrellas que son demasiado débiles para permitir observaciones detalladas de seguimiento, lo que significa que se sabe poco sobre las propiedades de sus planetas. Nu2 Lupi, sin embargo, es lo suficientemente brillante como para ser un objetivo atractivo para otros potentes telescopios basados en el espacio, como el Telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA o próximamente Telescopio espacial James Webb de NASA / ESA / CSA – o grandes observatorios en tierra.
“Dadas sus propiedades generales y su órbita, esto hace que el planeta sea un objetivo excepcionalmente favorable para estudiar un exoplaneta con una atmósfera de temperatura suave alrededor de una estrella similar al Sol”, dice Laetitia.
Al combinar nuevos datos de Cheops con datos de archivo de otros observatorios, los investigadores pudieron determinar con precisión las densidades medias de todos los planetas conocidos de Nu2 Lupi y poner fuertes restricciones en sus posibles composiciones.
Descubrieron que el planeta b es principalmente rocoso, mientras que los planetas cyd parecen contener grandes cantidades de agua envueltas en envolturas de gases de hidrógeno y helio. De hecho, los planetas cyd contienen mucha más agua que la Tierra: una cuarta parte de la masa de cada planeta está formada por agua, en comparación con menos del 0,1% de la Tierra. Esta agua, sin embargo, no es líquida, sino que toma la forma de hielo a alta presión o vapor a alta temperatura.
“Si bien ninguno de estos planetas sería habitable, su diversidad hace que el sistema sea aún más emocionante y una gran perspectiva de futuro para probar cómo se forman y cambian estos cuerpos con el tiempo”, dice Kate Isaak, científica del proyecto Cheops de la ESA. «También existe la posibilidad de buscar anillos o lunas en el sistema Nu2 Lupi, ya que la exquisita precisión y estabilidad de Keops podría permitir la detección de cuerpos hasta aproximadamente del tamaño de Marte».
Cheops está diseñado para recopilar datos de ultra alta precisión de estrellas individuales conocidas por albergar planetas, en lugar de buscar de manera más general posibles exoplanetas alrededor de muchas estrellas, y este enfoque y precisión está demostrando ser excepcionalmente útil para comprender los sistemas estelares que nos rodean.
“Estos emocionantes resultados demuestran una vez más el enorme potencial de Cheops”, agrega Kate. «Keops nos permitirá no solo comprender mejor los exoplanetas conocidos, como se muestra en este y otros resultados iniciales de la misión, pero tambien a encontrar nuevos y revelar sus secretos.«
Notas para editores
«Detección de tránsito de la súper Tierra rica en volátiles de largo período Nu2 Lupi d con CHEOPS» por Delrez, L. et al. (2021) se publica en Astronomía de la naturaleza. DOI: 10.1038 / s41550-021-01381-5
Los datos de Keops se obtuvieron a lo largo de seis series de observación completadas entre el 4 de abril y el 6 de julio de 2020, dirigidas a cuatro tránsitos del planeta by tres del planeta c.
Más acerca de Keops
Cheops es una misión de la ESA desarrollada en asociación con Suiza, con un consorcio exclusivo liderado por la Universidad de Berna y con importantes contribuciones de Austria, Bélgica, Francia, Alemania, Hungría, Italia, Portugal, España, Suecia y el Reino Unido.
La ESA es el arquitecto de la misión Cheops, responsable de la adquisición y prueba del satélite, la fase de lanzamiento y operaciones iniciales y la puesta en servicio en órbita, así como el Programa de observadores invitados a través del cual los científicos de todo el mundo pueden postularse para observar con Cheops. El consorcio de 11 Estados miembros de la ESA liderado por Suiza proporcionó elementos esenciales de la misión. El contratista principal para el diseño y la construcción de la nave espacial es Airbus Defence and Space en Madrid, España.
El consorcio de la misión Cheops gestiona el Centro de Operaciones de la Misión ubicado en INTA, en Torrejón de Ardoz, cerca de Madrid, España, y el Centro de Operaciones Científicas, ubicado en la Universidad de Ginebra, Suiza.
Para obtener más información, visite: https://www.esa.int/Cheops
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