Nueva súper-Tierra en zona habitable a 100 años luz

Se han descubierto dos súper-Tierras alrededor de la fría estrella LP 890-9 (también conocida como TOI-4306, SPECULOOS-2) a unos 100 años luz de nuestro sistema solar. La supertierra exterior LP 890-9 c orbita dentro de la zona habitable donde puede existir agua líquida en la superficie del planeta. Este descubrimiento fue realizado por el satélite de exploración planetaria en tránsito TESS de la NASA, el proyecto SPECULOOS de investigadores de la Universidad de Lieja, Bélgica, y la cámara de imágenes multicolor simultánea MuSCAT3 de investigadores de la Universidad de Tokio y el Centro de Astrobiología y el Telescopio Subaru. las observaciones fueron exitosas al trabajar juntos.

A partir de 2022, el satélite de búsqueda de planetas en tránsito TESS (Nota 1) está buscando exoplanetas utilizando un fenómeno llamado «tránsito», en el que un planeta pasa frente a una estrella fija. Usando cuatro cámaras de campo ultra amplio, TESS observa una región del cielo de 24 grados por 96 grados cada 27,4 días, en busca del oscurecimiento periódico de las estrellas durante el tránsito. Una estrella de baja temperatura (enana roja; nota 2) LP 890-9, donde esta vez se descubrió el planeta, tiene un período de unos 2,73 días y fue liberada al mundo el 21 de mayo.

El equipo MuSCAT de Japón (Nota 3) y el equipo SPECULOOS de investigadores belgas (Nota 4), que participan en TFOP (Programa de Observación de Seguimiento TESS), que es el programa oficial de observación de seguimiento de TESS, comenzarán después de agosto de 2021. Cada uno trabajó de forma independiente en observaciones de seguimiento para confirmar la autenticidad de este candidato planetario. Esto se debe a que la atenuación periódica que se encuentra en TESS también puede ocurrir cuando dos estrellas (estrellas binarias) se oscurecen entre sí.

El equipo de MuSCAT utilizará la cámara de imágenes simultáneas de cuatro colores MuSCAT3 instalada en el Observatorio Haleakala en Maui para observar tránsitos multicolores y el Doppler infrarrojo IRD en el Telescopio Subaru para observar velocidades radiales. Confirmó que 4306.01 es un planeta (LP 890-9 b ).

Por otro lado, el equipo de SPECULOOS continuará observando LP 890-9 desde agosto de 2021, además del tiempo de tránsito de TOI-4306.01, y observará otro período de disminución de TOI-4306.01 en octubre y noviembre de 2021. Encontré luz (otro candidato a planeta en tránsito). Los datos del equipo de SPECULOOS no pudieron reducir el período orbital del planeta a uno, pero el equipo de MuSCAT cooperó con el equipo de SPECULOOS para realizar observaciones de seguimiento con MuSCAT3 y confirmaron que este candidato a planeta en tránsito era un planeta real (LP 890-9 c) y el período orbital es de unos 8,46 días.

El profesor Noriyasu Narita de la Universidad de Tokio, que dirige el equipo de MuSCAT, dijo: «La medición de la velocidad radial por parte del IRD ofrece una fuerte restricción sobre la masa del planeta candidato y es el factor decisivo para probar que los dos cuerpos que orbitan alrededor de LP 890-9 son planetas reales.

Los dos exoplanetas descubiertos, LP 890-9 b y LP 890-9 c, son supertierras con radios de 1,32 y 1,37 radios terrestres, respectivamente. En teoría, un planeta con este radio puede considerarse un planeta rocoso un poco más grande que la Tierra. LP 890-9 c, que es la más exterior de estas dos, es una región donde la distancia a la estrella principal (LP 890-9) cumple las condiciones para mantener agua líquida en la superficie del planeta, la llamada zona habitable . ). Un planeta con un período orbital de menos de 10 días, es decir, un planeta en las inmediaciones de su estrella anfitriona, está en la zona habitable solo si la estrella anfitriona es una estrella pequeña con un radio de aproximadamente el 15% del sol. y la temperatura de su superficie es de solo unos 2600 grados centígrados (el sol tiene unos 5500 grados centígrados).

LP890-9c acaba de ser descubierto, y aún no sabemos qué tipo de mundo es, o si alberga vida. Sin embargo, dado que LP 890-9 c es un planeta en tránsito, las observaciones de seguimiento de su tránsito en el futuro permitirán una investigación detallada de las propiedades atmosféricas, como la composición atmosférica y la presencia o ausencia de nubes. Las propiedades de la atmósfera afectan en gran medida si el agua líquida puede existir de manera estable en la superficie de la tierra. Incluso si las observaciones futuras muestran que es poco probable que exista vida en este planeta, estudiar las atmósferas de los planetas rocosos en la zona habitable nos ayudará a comprender cómo se vería nuestra Tierra en el espacio.Es importante posicionar qué tipo de existencia es. En ese sentido, se puede decir que este descubrimiento ha proporcionado un importante tema de investigación que conducirá a más investigaciones en el futuro.

Los resultados de esta investigación se publicaron en la versión en línea de la revista científica europea Astronomy & Astrophysics el 7 de septiembre de 2022 (Delrez et al. «Dos supertierras templadas en tránsito por una enana M de tipo tardío cercana»).

(Nota 1) El Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) es un proyecto de satélite de la NASA dirigido por el Instituto de Tecnología de Massachusetts. Fue lanzado el 18 de abril de 2018 y lleva dos años realizando un plan de búsqueda de planetas en tránsito en casi todo el cielo. Actualmente, se está ejecutando el plan de extensión de la 2da fase y se están realizando las observaciones para el 5to año. Se han descubierto más de 5000 candidatos a planetas en tránsito en los cuatro años previos al primer plan de extensión.

(Nota 2) Una estrella cuya temperatura superficial es inferior a 3500 grados centígrados se denomina estrella enana roja. De hecho, casi el 80% de las estrellas del universo son enanas rojas, y muchas de las estrellas cercanas al sistema solar también son enanas rojas. Debido a que es más pequeño que el Sol y tiene una temperatura superficial más fría, tiene una zona habitable más cerca de su estrella que en nuestro sistema solar.

(Nota 3) La serie MuSCAT consta de observaciones que pueden observar simultáneamente tránsitos en tres o cuatro bandas de longitud de onda, montadas en el telescopio de 188 cm en la prefectura de Okayama, el telescopio de 1,52 m en Tenerife, España, y el telescopio de 2 m en Maui, EE. UU. Dispositivos (los nombres de los dispositivos son MuSCAT, MuSCAT2 y MuSCAT3, respectivamente). MuSCAT es una abreviatura de Cámara simultánea multicolor para estudiar atmósferas de exoplanetas en tránsito, y lleva el nombre de una especialidad de la prefectura de Okayama.

(Nota 4) SPECULOOS es un proyecto para buscar planetas en tránsito que orbiten la zona habitable alrededor de enanas rojas dirigido por investigadores de la Universidad de Lieja en Bélgica. SPECULOOS son las siglas de Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars y lleva el nombre de una galleta belga tradicional.

(Nota 5) Un planeta un poco más grande que la Tierra, cuyo radio es de 1 a 1,5 veces el de la Tierra, se llama Súper Tierra. Teóricamente, es extremadamente improbable que los planetas con este radio sean pequeños planetas gaseosos (sub-Neptunos) con una atmósfera de hidrógeno (no pueden sostener una atmósfera de hidrógeno), por lo que se consideran planetas rocosos.

Acerca del Telescopio Subaru

El Telescopio Subaru es un gran telescopio óptico e infrarrojo operado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales, y cuenta con el apoyo del proyecto de promoción de la frontera académica a gran escala del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología. Mauna Kea, donde se encuentra el Telescopio Subaru, es un precioso entorno natural y un lugar importante en la cultura y la historia de Hawái. .

Referencia

• L. Delrez et al. «Two temperate super-Earths transiting a nearby late-type M dwarf«. Astronomy & Astrophysics (2022). [PDF] https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/forth/aa44041-22.pdf