Los astrónomos han encontrado una nueva Súper Tierra orbitando una estrella enana M (enana roja) a unos 137 años luz de distancia. El planeta se llama TOI-715b, tiene aproximadamente 1,55 del radio de la Tierra y está dentro de la zona habitable de la estrella. También hay otro candidato planetario en el sistema. Tiene el tamaño de la Tierra y, si se confirma, será la zona habitable más pequeña que TESS haya descubierto hasta ahora.
TOI-715 es una enana roja promedio. Tiene aproximadamente una cuarta parte de la masa y aproximadamente una cuarta parte del radio de nuestro Sol. TOI-715b está cerca de la estrella y su órbita estrecha tarda sólo 19 días en completar un viaje alrededor de la estrella enana. Dado que las enanas rojas son mucho más tenues que el Sol, esto coloca a la Súper Tierra en la zona habitable conservadora de la estrella.
Una nueva investigación publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society presenta el descubrimiento. Se titula «Un planeta con zona habitable de 1,55 de radio terrestre albergado por TOI-715, una estrella M4 cerca del Polo Sur de la eclíptica». La autora principal es Georgina Dransfield, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham.
La zona habitable es una forma bastante burda de identificar planetas que pueden tener agua líquida. Sus límites no están claros e incluso son contradictorios, ya que el tipo espectral estelar, el albedo planetario, la masa e incluso el grado de nubosidad de su atmósfera pueden determinar si un planeta tiene agua líquida.
La idea de una zona habitable conservadora (CHZ) es más útil. Proviene de un artículo de 2014 de Kopparapu et al. Es una región alrededor de una estrella donde un planeta rocoso recibe entre 0,42 y 0,842 tanta insolación solar como la Tierra. Cualquier planeta rocoso que reciba tanta energía está en el CHZ, independientemente de la distancia.
El gráfico muestra límites de zonas habitables optimistas y conservadores alrededor de estrellas frías y de baja masa. Los números indican los nombres de los candidatos a planetas Kepler conocidos. El amarillo representa candidatos con menos de 1,4 veces el radio de la Tierra. El verde representa candidatos a planetas entre 1,4 y 2 radios terrestres. Nota: los planetas recién descubiertos no se muestran. Crédito: Penn State.
Descubrir una SuperTierra en el CHZ de una estrella siempre es emocionante. Alimenta nuestra sensación de asombro sobre otros planetas y la posibilidad de que algunos puedan albergar otra vida. Por esa razón, son más intrigantes que planetas como los Júpiter calientes, por ejemplo, que tienen cero posibilidades de albergar agua líquida o vida. Ni siquiera los extremófilos más resistentes pueden sobrevivir al perverso entorno de un Júpiter caliente.
Pero este descubrimiento también es apasionante por un par de razones más.
«Por fin ha llegado la era del JWST y, con ella, la era de la caracterización atmosférica exoplanetaria detallada».
De «Un planeta con zona habitable de 1,55 de radio terrestre albergado por TOI-715, una estrella M4 cerca del Polo Sur de la eclíptica».
Ahora que hemos descubierto miles de exoplanetas, los astrónomos están viendo tendencias en la población. Una de las cosas que notaron es una brecha en la población de planetas pequeños entre 1,5 y 2 radios terrestres. Se conoce como brecha de radio de planeta pequeño o brecha de radio subneptuno (también llamada brecha de Fulton y valle de fotoevaporación). A 1,55 radios de la Tierra, TOI-715b está dentro de la brecha.
Es extremadamente improbable que no se formen planetas en esta brecha de radio. Los planetas deben comenzar siendo más grandes y perder masa para terminar en la brecha. Entonces, la brecha de Fulton nos dice algo sobre cómo algunos planetas pierden masa. Los astrónomos creen que los planetas en la brecha comienzan siendo más grandes, pero sus estrellas pierden parte de su masa por fotoevaporación, encogiéndolas. Por eso a veces se le llama valle de fotoevaporación. Hay mucha incertidumbre en torno al valle y la fotoevaporación, y los astrónomos quieren estudiar los planetas en el valle para ver qué pueden aprender.
«La importancia del valle del radio radica en su potencial para enseñarnos sobre la formación planetaria y la evolución posterior a la formación y, por lo tanto, los planetas dentro de esta brecha son cruciales para mejorar nuestra comprensión de los factores que la esculpen», explican los autores.
Existe cierta incertidumbre sobre si esta brecha de radio existe o no alrededor de las enanas M. Es posible que las enanas M tengan una brecha de densidad en lugar de una brecha de radio. “Sin embargo, un estudio reciente de Luque y Pallé (2022) indica que los planetas enanos M pueden tener una brecha de densidad en lugar de una brecha de radio que separa dos poblaciones de planetas pequeños (mundos rocosos y acuáticos)”, escriben los autores.
Ya sea una brecha de radio o una brecha de densidad, TOI-715b debería tener algo que decirnos sobre los exoplanetas, la fotoevaporación y la naturaleza de la distribución de los exoplanetas alrededor de las enanas rojas. Pero para descubrir lo que tiene que decirnos se requieren observaciones más detalladas. Ésa es la segunda razón por la que esta SuperTierra es tan intrigante.
Desde que empezamos a encontrar exoplanetas, los científicos han esperado con ansias el día en que el Telescopio Espacial James Webb esté operativo. «Por fin ha llegado la era del JWST y, con ella, la era de la caracterización atmosférica exoplanetaria detallada», escriben los autores en su artículo. El JWST tiene la capacidad de observar los espectros de las atmósferas de exoplanetas y determinar sus constituyentes. Pero aunque el JWST es enormemente poderoso, algunos objetivos presentan mejores oportunidades para la espectroscopía de transmisión que otros.
TOI-715b es un objetivo principal porque está cerca de su estrella. Dado que TOI-715 es una pequeña enana roja y el planeta la orbita cada 19 días, los tránsitos del exoplaneta frente a su estrella son más profundos y frecuentes. Eso significa que el JWST no necesita mucho tiempo para observar la atmósfera del planeta, lo que lo convierte en un uso eficiente del tiempo del telescopio espacial. «En el contexto de la caracterización atmosférica mediante espectroscopía de transmisión, las enanas M cercanas y brillantes son anfitriones planetarios ideales, ya que los pequeños planetas templados transitarán con frecuencia, lo que permite detecciones de alta relación señal-ruido de características atmosféricas con menos horas de uso del telescopio», explican los autores.
¿Puede esta Supertierra ser habitable? Al carecer de la espectroscopia del JWST, nos vemos reducidos a especular. Está en la conservadora zona habitable, pero eso no nos lleva muy lejos. Aún así, hay algunas señales esperanzadoras.
TOI-715 es un poco más antiguo que nuestro Sol: tiene unos 6.600 millones de años. La estrella muestra un «bajo grado de actividad magnética», según los autores. Probablemente esa sea la razón por la que la estrella muestra una ausencia de destellos en las curvas de luz de TESS en comparación con las enanas M más jóvenes. Se sabe que las enanas rojas exhiben llamaradas extremadamente poderosas que pueden esterilizar planetas. También pueden eliminar atmósferas, que podrían ser responsables del valle de fotoevaporación de exoplanetas.
Es posible que otro planeta esté orbitando TOI-715. Actualmente es solo un candidato llamado TIC 271971130.02, pero si se confirma, será el planeta con zona habitable más pequeña que TESS haya encontrado jamás. Pero se necesitan observaciones de seguimiento para confirmarlo.
El sistema TOI-715 es un objetivo convincente para más estudios. TOI-715b está esperando su turno, pero eventualmente el JWST examinará su atmósfera. Si esos resultados respaldan la habitabilidad, el entusiasmo de los astrónomos no hará más que crecer. Al mismo tiempo, podemos aprender más sobre el radio o la brecha de densidad, un obstáculo para una comprensión más profunda de los exoplanetas.
Con información de UniverseToday
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