Descubierto excéntrico exoplaneta
Por la Universidad de Berna
07 de enero de 2022.
Archivos de píxeles objetivo TESS de los Sectores 14, 20, 21 y 26 que observaron TOI-2257, generados mediante tpfplotter (Aller et al. 2020). Las aberturas utilizadas para extraer la fotometría por la tubería SPOC se muestran como regiones sombreadas en rojo. El catálogo de Gaia DR2 (Gaia Collaboration 2018) está sobretrazado, con todas las fuentes de hasta 6 magnitudes en contraste con TOI-2257 mostradas como círculos rojos. Notamos que el tamaño del símbolo escala con el contraste de magnitud. Si bien la estrella está relativamente aislada, hay una pequeña cantidad de contaminación de fuentes externas, que oscila entre el 2% y el 5% del flujo total. Crédito: DOI: 10.1051/0004-6361/202142280.
Dirigido por la Universidad de Berna, un equipo de investigación internacional ha descubierto un exoplaneta sub-Neptuno que orbita una estrella enana roja. El descubrimiento también se hizo gracias a las observaciones realizadas por el observatorio SAINT-EX en México. SAINT-EX está dirigido por un consorcio que incluye el Centro para el Espacio y la Habitabilidad (CSH) de la Universidad de Berna y el Centro Nacional de Competencia en Investigación, NCCR PlanetS.
Las "enanas rojas" son estrellas pequeñas y, por lo tanto, mucho más frías que nuestro Sol. Alrededor de estrellas como estas, el agua líquida es posible en planetas mucho más cercanos a la estrella que en nuestro Sistema Solar. La distancia entre un exoplaneta y su estrella es un factor crucial en su detección: cuanto más cerca está un planeta de su estrella anfitriona, mayor será la probabilidad de que pueda ser detectado.
En un estudio publicado recientemente en la revista Astronomy & Astrophysics, investigadores dirigidos por la Dra. Nicole Schanche del Centro para el Espacio y la Habitabilidad CSH de la Universidad de Berna informan del descubrimiento del exoplaneta TOI-2257 b que orbita una enana roja cercana. Nicole Schanche también es miembro del Centro Nacional de Competencia en Investigación PlanetS, que la Universidad de Berna dirige junto con la Universidad de Ginebra.
Un telescopio especial es parte de la solución.
Los exoplanetas que están muy lejos de nuestro Sistema Solar no se pueden observar directamente con un telescopio: son demasiado pequeños y reflejan muy poca luz. Sin embargo, una forma de detectar tales planetas es el método de tránsito. Esto implica el uso de telescopios para buscar caídas en el brillo de la estrella que ocurren cuando los planetas pasan frente a la estrella. Las observaciones repetidas de las caídas en el brillo de la estrella dan mediciones precisas del período orbital del planeta alrededor de la estrella, y la profundidad del tránsito permite a los investigadores determinar el diámetro del planeta. Cuando se combina con estimaciones de masa planetaria de otros métodos, como el uso de mediciones de velocidad radial, se puede calcular la densidad planetaria.
El planeta TOI-2257 b fue identificado inicialmente por los datos del telescopio espacial TESS del Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito de la NASA. La pequeña estrella fue observada durante un total de cuatro meses, pero las brechas entre las observaciones significaron que no estaba claro si la disminución en el brillo podría explicarse por el tránsito de un planeta con una órbita de 176, 88, 59, 44 o 35 días.
La observación de la estrella con el Telescopio Global del Observatorio Las Cumbres descartó posteriormente la posibilidad de que un planeta con un período orbital de 59 días estuviera causando la caída del brillo. "A continuación, queríamos averiguar si el período orbital de 35 días podría ser posible", explica Nicole Schanche.
El telescopio SAINT-EX con base en México, cooperado por CSH y NCCR PlanetS, está diseñado específicamente para estudiar las enanas rojas y sus planetas con más detalle. SAINT-EX es un acrónimo que significa Búsqueda y caracterización de exoplanetas en tránsito. El proyecto recibió su nombre en honor a Antoine de Saint-Exupéry (Saint-Ex), el famoso escritor, poeta y aviador. SAINT-EX observó un tránsito parcial de TOI-2257 b y pudo confirmar el período orbital exacto del exoplaneta alrededor de su estrella, 35 días. "Otros 35 días después, SAINT-EX pudo observar todo el tránsito, lo que nos dio aún más información sobre las propiedades del sistema", dice el coautor Robert Wells del CSH, quien participó en el procesamiento de datos.
Un planeta templado con una órbita irregular.
Con su período orbital de 35 días, TOI-2257 b orbita la estrella anfitriona a una distancia en la que es posible que haya agua líquida en el planeta y, por lo tanto, podrían existir condiciones favorables para el surgimiento de la vida. Los planetas en esta llamada "zona habitable" cerca de una pequeña estrella enana roja son más fáciles de estudiar porque tienen períodos orbitales más cortos y, por lo tanto, se pueden observar con más frecuencia. El radio de TOI-2257 b (2,2 veces mayor que el de la Tierra) sugiere que el planeta es bastante gaseoso, con una alta presión atmosférica que no es propicia para la vida.
"Descubrimos que TOI-2257 b no tiene una órbita concéntrica circular", explica Nicole Schanche. De hecho, es el planeta más excéntrico que orbita una estrella fría jamás descubierto. "En términos de habitabilidad potencial, estas son malas noticias", continúa Nicole Schanche. "Si bien la temperatura promedio del planeta es cómoda, varía de -80 °C a aproximadamente 100 °C, dependiendo de dónde se encuentre el planeta en su órbita, lejos o cerca de la estrella". Una posible explicación de esta sorprendente órbita es que, más allá en el sistema, un planeta gigante acecha y perturba la órbita de TOI 2257 b. Otras observaciones que midan la velocidad radial de la estrella ayudarán a confirmar la excentricidad y buscarán posibles planetas adicionales que no pudieron observarse en tránsito.
Candidato para observación con JWST.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST), que se lanzó con éxito el 25 de diciembre, revolucionará la investigación de las atmósferas de los exoplanetas. Para priorizar a los buenos candidatos para las observaciones con el JWST, se desarrolló una métrica de espectroscopia de transmisión (TSM) que califica diferentes propiedades del sistema. TOI-2257 b está bien posicionado con respecto a TSM y es uno de los objetivos sub-Neptuno más atractivos para futuras observaciones. "En particular, el planeta podría estudiarse en busca de signos de características como el vapor de agua en la atmósfera", concluye Nicole Schanche.
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https://phys.org/news/2022-01-eccentric-exoplanet.html