El campo de los estudios de planetas extrasolares sigue creciendo a pasos agigantados. Actualmente, se han confirmado 5.090 exoplanetas en 3.816 sistemas, y otros 8.933 candidatos están en espera de confirmación. La mayoría de estos han sido gigantes gaseosos similares a Neptuno (1779), gigantes gaseosos comparables a Júpiter o Saturno (1536) y planetas rocosos muchas veces del tamaño de la Tierra (1582). El medio más efectivo para encontrar exoplanetas ha sido el Método de Tránsito (también conocido como Fotometría de Tránsito), donde las caídas periódicas en el brillo de una estrella se ven como una indicación de que un planeta pasa frente a su estrella (en tránsito) en relación con el observador.
Usando datos del Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un sistema de tres planetas que orbita una estrella similar al Sol (HD 22946 o TOI 11) ubicada a unos 205,5 años luz. Con base en las estimaciones de tamaño obtenidas a partir de sus tránsitos, el equipo teoriza que estos exoplanetas consisten en un planeta rocoso de varias veces el tamaño de la Tierra (una Supertierra) y dos gigantes gaseosos más pequeños que Neptuno. Dada su proximidad, este sistema podría ser ideal para estudios de seguimiento y caracterización con el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
El equipo internacional estuvo compuesto por 55 astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO), el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), el Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN), el Instituto de Astrofísica Espacial y Planetología (INAF-IAPS), la NASA El Laboratorio de Astrofísica Estelar y de Exoplanetas, el Instituto de Ciencias de Exoplanetas de la NASA (NExScI), el Instituto SETI, el Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian (CfA), el Telescopio de Sondeo de Exoplanetas de Perth (PEST), el Instituto Curtin de Radioastronomía (CIRA) y muchas universidades.
La investigación fue dirigida por Luca Cacciapuoti, Ph.D. estudiante de la Universidad de Nápoles Federico II y la ESO, y el artículo que describe sus hallazgos apareció recientemente en línea. Como indican en su artículo, los dos mini Neptunos, designados TOI 411.01 y 411.02 (planetas c y b), se identificaron utilizando datos TESS y se encontró que tenían períodos orbitales de 9,57 y 4,04 días, respectivamente. También detectaron una única señal similar a un tránsito que indicaba la presencia de un tercer planeta (la Súper-Tierra) con un período de unos 46 días. Como explicó Cacciupoti a Universe Today por correo electrónico:
“En el caso de TOI-411, esta primera búsqueda automática rápida encontró dos planetas. Sin embargo, a principios de 2021 estaba liderando otro proyecto relacionado con TESS, Planet Patrol. Este es un proyecto de ciencia ciudadana (ejecutado primero en Zooniverse y luego de forma privada) con el que analizamos candidatos a TESS para buscar falsos positivos (señales impostoras similares a planetas generadas por diferentes fuentes)”.
Como Cacciupoti y su Planet Patrol indicaron en un estudio anterior (titulado “El catálogo TESS Triple 9: 999 candidatos a exoplanetas examinados uniformemente”), también notaron una nueva señal en la curva de luz de TOI-411 que era una posible indicación de un tercer planeta. . Por lo general, los astrónomos intentarían confirmar una posible señal de tránsito utilizando el método de velocidad radial, donde se obtienen espectros de la estrella madre para determinar su velocidad de ida y vuelta (en relación con el observador). Esto luego se usa para calcular las fuerzas gravitatorias que actúan sobre la estrella, que pueden resultar de un sistema planetario. Dijo Cacciupoti:
“¡Lo que hicimos en el documento, en cambio, ha sido hacer el mejor uso posible de los datos de TESS, así como de otras observaciones terrestres! No usamos espectros de alta resolución de la estrella, sino que eliminamos [con] gran confianza cualquier otro escenario posible que pudiera causar la señal. Por lo tanto, excluimos que la señal pudiera ser causada por binarios estelares, puntos estelares y otros escenarios de falsos positivos. Utilizamos datos de Tess, imágenes de alto contraste y fotometría terrestre”.
Cacciupoti y su equipo luego buscaron determinar la estabilidad del sistema planetario usando simulaciones de N-cuerpos. Esto consistió en simulaciones por computadora que rastrearon el movimiento de los dos gigantes gaseosos alrededor de su estrella durante millones de órbitas para ver si los planetas sobrevivirían o si eventualmente ocurriría alguna inestabilidad. Luego consultaron la literatura científica sobre la dinámica de los sistemas planetarios para evaluar si los pares de planetas podrían albergar un tercero entre ellos.
“Este criterio nos permite saber si podría haber suficiente espacio para un cuarto planeta entre los planetas c y d”, dijo Cacciupoti. “Esta no sería la primera vez que ocurre algo así, con varios ejemplos en la literatura en los que se encontraron nuevos planetas con diferentes técnicas que los eclipses no pudieron encontrar (generalmente debido a la inclinación de la órbita o su largo período)”.
Cacciupoti y sus colegas esperan realizar observaciones de seguimiento de este sistema utilizando el Satélite ExOPlanet Caracterizador (CHEOPS) y el Buscador de Planetas de Velocidad Radial de Alta Precisión (HARPS) en el telescopio de 3,6 metros de ESO en el Observatorio La Silla. Mientras que CHEOPS busca exoplanetas alrededor de estrellas brillantes mediante el método de tránsito, el espectrógrafo HARPS realiza mediciones de velocidad radial para determinar la presencia de exoplanetas. También esperan aprovechar el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y sus espectrómetros y óptica infrarroja avanzada.
Webb ya ha demostrado su capacidad cuando se trata de obtener espectros de exoplanetas distantes. Esto permitirá a los astrónomos caracterizar las atmósferas de los exoplanetas y determinar si son capaces de albergar vida. Como dijo Cacciupoti, la proximidad de HOI 411, el hecho de que es una estrella similar al Sol y su sistema multiplanetario lo convierten en un objetivo principal para los estudios de seguimiento del JWST:
“Sin saber qué planetas realmente tienen atmósferas, nuestro trabajo puede ser buscar buenos candidatos para buscarlos en primer lugar. Para hacerlo, usamos una combinación de información (sobre la estrella, el planeta y su órbita) para predecir la fuerza de la señal de la atmósfera vista por JWST (¡suponiendo que el planeta tenga una!). El planeta TOI-411 c tiene una de las fuerzas más altas pronosticadas para una posible señal atmosférica entre los planetas de su tipo (que llamamos sub-neptunos debido a su tamaño) y que orbita una estrella similar a la solar”.
Con información de UniverseToday.com
