Astrónomo devela datos sobre la identidad de un exoplaneta

A cerca de 70 años luz de la Tierra —un vecino cercano, en términos astronómicos— existe una estrella que los astrónomos llaman HD 97658, que es casi lo suficientemente brillante como para verla a simple vista. Pero la verdadera «estrella» es el planeta HD 97658b, con poco más de dos veces el diámetro de la Tierra y un poco menos de ocho veces su masa. HD 97658b es una súper-Tierra, una clase de planeta del que no hay ningún ejemplo en nuestro Sistema Solar

Si bien no es novedad el descubrimiento de este exoplaneta en particular, sí lo es la determinación de su verdadero tamaño y masa, gracias a Diana Dragomir, astrónoma postdoctoral en el Telescopio del Observatorio Global Las Cumbres de la Universidad de California en Santa Barbara (Las Cumbres Observatory Global Telescope, LCOGT). Como parte de su investigación, Dragomir buscaba tránsitos de este exoplaneta con el Telescopio Espacial canadiense MOST (Microvariability & Oscillations of Stars; en castellano Microvariabilidad y Oscilaciones de Estrellas). El telescopio fue lanzado en 2003 a una órbita polar a cerca de 510 kilómetros de altura. Dragomir analizó los datos utilizando un código escrito por Jason Eastman, postdoctoral del LCOGT. Los resultados fueron publicados en línea en el Astrophysical Journal Letters.

Una súper-Tierra es un planeta extrasolar con una masa y radio ubicados entre los de la Tierra y Neptuno. No se deje engañar por el apodo, sin embargo. Super-Tierra se refiere a la masa del planeta y no implica un temperatura, composición o ambiente similares a la Tierra. El brillo de HD 97658 implica que los astrónomos pueden estudiar la estrella y el planeta de una manera que no es posible para la mayoría de los sistemas de exoplanetas que se han descubierto alrededor de estrellas más débiles.

HD 97658b fue descubierto en 2011 por un equipo de astrónomos utilizando el Observatorio Keck, y con una técnica que a veces es llamada bamboleo Doppler. Pero sólo se podría establecer un límite inferior para la masa del planeta, y no se sabía nada sobre su tamaño.

Los tránsitos, como el observado por Dragomir, se producen cuando la órbita de un planeta lo lleva por delante de su estrella madre, y éste reduce muy ligeramente la cantidad de luz que vemos de la estrella. Los leves descensos en el brillo ocurren en cada órbita, si la órbita resulta estar alineada casi exactamente con nuestra línea de visión desde la Tierra. Para un planeta no mucho más grande que nuestro planeta alrededor de una estrella casi tan grande como nuestro Sol, la caída en la luz es pequeña, pero detectable por el ultrapreciso telescopio espacial MOST.

El primer informe de tránsito en el sistema de HD 97658 en 2011 resultó ser una falsa alarma. Eso podría haber sido el final de la historia, pero Dragomir sabía que las efemérides de la órbita del planeta (un calendario para predecir cuando el planeta podría pasar por delante de la estrella) no era exacto. Ella convenció al equipo de MOST de ampliar los parámetros de búsqueda, y durante la última ventana posible de observación que esta estrella el año pasado, los datos mostraron señales de un tránsito: tentadoras, pero no seguras y fuera de toda duda. Un año después, MOST revisitó HD 97658 y encontró pruebas claras de los tránsitos del planeta, permitiendo que Dragomir y el equipo de MOST estimaran por primera vez el verdadero tamaño y masa del planeta.

«Medir el tamaño y la masa de un exoplaneta lleva a la determinación de su densidad, lo que a su vez les permite a los astrónomos poder decir algo acerca de su composición», dijo Dragomir. «La medición de las propiedades de las súper-Tierras, en particular, nos dice si son principalmente rocosos, ricos en agua, gigantes gaseosos mini, o algo completamente diferente.»

La densidad media de HD 97658b es de aproximadamente cuatro gramos por centímetro cúbico, un tercio de la densidad del plomo, pero más denso que la mayoría de las rocas. Los astrónomos ven una gran importancia en el valor —el 70 por ciento de la densidad media de la Tierra— ya que la gravedad en la superficie de HD 97658b podría sostener una atmósfera densa. Pero es poco probable que haya vida extraterrestre respirando estos gases. El planeta orbita su estrella cada 9,5 días, a una distancia de una docena de veces más cerca que lo que estamos nosotros de nuestro Sol, demasiado cerca para estar en la zona habitable, apodada La Zona Ricitos de Oro. El apodo de Ricitos de Oro es porque si un planeta está demasiado cerca de su estrella, es demasiado caliente, y si es demasiado lejos, hace demasiado frío, pero si está en la zona que es la «justa» para que existan océanos de agua líquida, una condición que necesaria para la vida en la Tierra.

En los últimos años, se ha visto que los sistemas con planetas masivos en radios orbitales muy pequeñas son bastante comunes, a pesar de que por lo general no se los esperaba. La cantidad actual de exoplanetas confirmados supera los 600, la gran mayoría después de haber sido descubiertos por estudios de velocidad radial. Estos estudios están muy orientados hacia la detección de sistemas con planetas masivos (aproximadamente la masa de Júpiter) en pequeñas órbitas. En contra de esa tendencia se encuentra HD 97658b, que orbita su estrella a una distancia mayor que muchos de los exoplanetas conocidos en la actualidad. HD 97658b es sólo la segunda super-Tierra conocida que pasa frente a una estrella muy brillante.

«Este descubrimiento se suma a la todavía pequeña muestra de tránsito de súper-Tierras alrededor de estrellas brillantes», dijo Dragomir. «Además, tiene un período más largo que muchos exoplanetas en tránsito conocidos alrededor de estrellas brillantes, incluyendo 55 Cnc e, la única super-Tierra en esta categoría. El período más largo significa que es más fresco que la mayoría de los exoplanetas próximos, de modo que el estudio de las propiedades de HD 97658b es parte de la progresión hacia la comprensión de cómo podrían ser los exoplanetas en zona habitable».

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información: