Un misterioso exoplaneta ubicado a solo 138 años luz de la Tierra podría estar en proceso de metamorfosis.
El análisis de un exoplaneta llamado HD-207496b revela que el mundo, que tiene 6,1 y 2,25 veces la masa y el radio de la Tierra, respectivamente, tiene una atmósfera gaseosa, un océano global o una combinación de los dos, y podría estar reduciéndose a convertirse en una súper-Tierra.
Esto podría ayudar a los astrónomos a resolver el enigma de la detección de exoplanetas, que es una brecha entre las masas de los planetas rocosos más grandes que la Tierra y los planetas gaseosos más pequeños que Neptuno. Pero tomará una mirada más cercana a un exoplaneta misterioso para discernir su atmósfera.
Es una galaxia diversa, con muchos exoplanetas muy diferentes. Los astrónomos descubrieron y confirmaron al respecto. 5300 mundos fuera del sistema solar en el momento de escribir este artículo, con casi el doble de candidatos no confirmados.
Con esta información, los científicos pueden realizar análisis estadísticos para ver tendencias en los sistemas planetarios. Y una de las cosas interesantes que hemos aprendido es que hay una gran escasez de exoplanetas entre 1,5 y 2 veces la masa de la Tierra con órbitas de menos de 100 días.
Esto se conoce como el Valle del Radio del Planeta Menor. Debajo, generalmente encontramos mundos rocosos como la Tierra, Venus y Marte. Los llamamos Súper Tierra.
Por encima de ellos encontramos mundos con atmósferas densas, como mini-Neptuno, y los llamamos mini-Neptuno.
Las causas del valle no están del todo claras, pero un creciente cuerpo de evidencia está comenzando a sugerir que la proximidad a la estrella anfitriona tiene algo que ver con eso. Es posible que por debajo de cierto umbral crítico, un exoplaneta no tenga suficiente masa para mantener un control gravitacional sobre su atmósfera (el gas es vaporizado por la radiación de la estrella).
Hemos descubierto algunos mundos que contienen pistas sobre este proceso, y los científicos están buscando más, utilizando el buscador de velocidad radial de alta resolución (HARPS) en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio Europeo Austral en el Observatorio La Silla en Chile, para seguir hasta en candidatos identificados por el Telescopio Espacial de Caza de Exoplanetas (TESS) de la NASA.
Eso es lo que llevó a un equipo internacional dirigido por la astrofísica Susana Barros de la Universidad de Oporto en Portugal a HD-207496b.
TESS busca exoplanetas mirando fijamente un trozo de cielo, sus instrumentos sensibles sintonizados a caídas muy débiles en la luz de las estrellas que podrían ser evidencia de un exoplaneta orbitando o pasando entre nosotros y la estrella.
Si estos tránsitos ocurren regularmente, los astrónomos pueden inferir fácilmente la presencia de un objeto giratorio y determinar su duración.
Si se conoce el brillo de la estrella, la profundidad del tránsito disminuye (la cantidad de luz de la estrella que se bloquea) y permite a los astrónomos calcular el radio del objeto en órbita.
HARPS está descubriendo otra escala. Cuando un exoplaneta orbita alrededor de una estrella, ejerce su propia gravedad. Técnicamente, el exoplaneta no orbita alrededor de la estrella; En cambio, los dos objetos orbitan un centro de masa común, conocido como el centro de gravedad. Debido a que las estrellas son mucho más masivas que sus mundos, no se mueven mucho, sino que se retuercen ordenadamente en el lugar.
Esto es lo que HARPS puede medir. A medida que la estrella vibra acercándose y alejándose de nosotros, la longitud de onda de su luz cambia, comprimiéndose a medida que la estrella se acerca y estirándose a medida que se aleja. El movimiento de la estrella depende de la masa del exoplaneta, por lo que los astrónomos también pueden calcular eso.
Una vez que conoce la masa y el radio de un exoplaneta, puede sumarlos para calcular su densidad. Aquí es donde se vuelve realmente interesante porque la densidad se puede usar para inferir de qué está hecho un exoplaneta.
Cuando TESS capturó un exoplaneta cerca de Radius Valley, un radio 2,25 veces mayor que el de la Tierra y una órbita de 6,44 días con una estrella enana naranja llamada HD-207496, recurrieron a HARPS para observarlo más de cerca. Los datos de HARPS revelaron que HD-207496b tiene una masa de aproximadamente 6,1 veces la de la Tierra.
Esto significa que el exoplaneta tiene una densidad de unos 3,27 gramos por centímetro cúbico. Esto es mucho menos denso que los 5,51 gramos por centímetro cúbico de la Tierra y significa que la formación de HD-207496b no es del todo rocosa. Así que los investigadores realizaron modelos para ver de qué está hecho el mundo.
«Descubrimos que HD-207496b tiene una densidad más baja que la de la Tierra y, por lo tanto, esperamos que tenga una cantidad significativa de agua y/o gas en su composición». los investigadores escriben en su artículo. «Al modelar la estructura interna del planeta, inferimos que el planeta tiene una atmósfera rica en agua, una atmósfera rica en gas o una combinación de las dos».
El modelado de la evaporación revela que si un exoplaneta tiene una atmósfera rica en gas de hidrógeno y helio, esta condición es temporal: la estrella despojará completamente al exoplaneta en 520 millones de años. También es posible que la atmósfera ya se haya ido y que HD-207496b sea de hecho un mundo oceánico vacío.
«Generalmente,» escriben los investigadores«Esperamos que el planeta tenga agua y un manto de H/He y que esté entre estos dos modelos».
La estrella HD-207496 es relativamente joven, tiene unos 520 millones de años. Esto significa que presenta una rara oportunidad de estudiar la juventud de uno de estos exoplanetas antes de convertirse en una súper Tierra, si eso es lo que le espera a HD-207496b.
Los estudios de seguimiento para describir la atmósfera, si los hay, deberían revelar la verdadera naturaleza y el destino final de este enigmático mundo.
Búsqueda aceptada Astronomía y astrofísica y disponible en arXiv.
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