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Categoría: Cuerpos celestes

El exoplaneta más pequeño descubierto por el TESS, L98-59b

Posted on mayo 6, 2022mayo 4, 2022

Gracias en gran parte al Telescopio Espacial Kepler, el número de planetas extrasolares confirmados ha crecido exponencialmente en la última década. Y con las misiones de la próxima generación, como el Satélite de encuesta de exoplanetas en tránsito (TESS) ya en órbita, se descubren más candidatos y planetas confirmados todo el tiempo, ¡muchos de ellos nuevos y emocionantes también!

De hecho, uno de los descubrimientos más recientes de TESS incluye un sistema de tres planetas que orbita una estrella (L 98-59) ubicada aproximadamente a 35 años luz de la Tierra. Uno de los planetas, conocido como L 98-59b, se encuentra entre los tamaños de la Tierra y Marte, lo que lo convierte en el exoplaneta más pequeño descubierto hasta la fecha por TESS. El descubrimiento también resalta la sofisticación de TESS y duplica la cantidad de pequeños exoplanetas que se consideran dignos de estudios de seguimiento.

El artículo que describe el descubrimiento apareció en la edición más reciente de The Astrophysical Journal. El equipo internacional detrás del descubrimiento incluyó a varios científicos de la NASA, así como a investigadores del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación del Espacio, y varias universidades y observatorios de todo el mundo.

Veselin Kostov, astrofísico en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA y en el Instituto SETI, fue el autor principal del artículo del descubrimiento. Como explicó en un reciente comunicado de prensa de la NASA:

“El descubrimiento es un gran logro científico y de ingeniería para TESS. Para los estudios atmosféricos de pequeños planetas, necesitas órbitas cortas alrededor de estrellas brillantes, pero tales planetas son difíciles de detectar. Este sistema tiene el potencial de estudios futuros fascinantes».

Como su nombre lo confirma, TESS busca exoplanetas utilizando el método conocido como fotometría de tránsito (también conocido como el método de tránsito). Esto implica observar estrellas distantes en busca de inmersiones repentinas en la iluminación, que son indicaciones de un planeta que pasa frente a la estrella (es decir, en tránsito) en relación con el observador. Al observar el alcance y la frecuencia de las inmersiones, los científicos pueden determinar la existencia de planetas, así como su período orbital y tamaño.

Si bien este método es actualmente la forma más efectiva de detectar y confirmar exoplanetas, representa 3087 de los más de 4000 que se han descubierto hasta ahora. Sin embargo, no es muy efectivo cuando se trata de avistar planetas rocosos más pequeños como la Tierra. El hecho de que TESS no pudo encontrar uno, sino tres planetas rocosos que orbitan L 98-59 es un testimonio de la sensibilidad y la capacidad de sus instrumentos.

Estos planetas (que están designados como L 98-59b, L 98-59c, y L 98-59d) tienen aproximadamente 0.8, 1.4 y 1.6 veces el tamaño de la Tierra y orbitan su estrella muy rápidamente con un período de 2.25, 3.7 y 7.45 días, respectivamente. Como Jonathan Brande, coautor y astrofísico de la NASA Goddard y la Universidad de Maryland, explicó:

“Si tienes más de un planeta en órbita en un sistema, pueden interactuar gravitacionalmente entre sí. TESS observará L 98-59 en sectores suficientes para que pueda detectar planetas con órbitas alrededor de 100 días. Pero si tenemos mucha suerte, podríamos ver los efectos gravitacionales de los planetas sin descubrir en los que conocemos actualmente «.

Si bien L 98-59b representa un nuevo récord para TESS, al ser aproximadamente un 10% más pequeño que el anterior, descubrió que no es el exoplaneta más pequeño descubierto hasta la fecha. Ese registro corresponde a Kepler-37b, un exoplaneta rocoso ubicado a unos 210 años luz de la Tierra, que es aproximadamente un tercio del tamaño de la Tierra y un 20% más grande que la Luna.

Sin embargo, el descubrimiento de L98-59b se hace más impresionante si se considera el hecho de que orbita una estrella de tipo M (enana roja) que tiene aproximadamente un tercio del tamaño y la masa de nuestro Sol. Esta estrella es significativamente menos brillante que Kepler-37, que es una estrella de tipo G (enana amarilla), similar a nuestro Sol, a pesar de que L 98-59 es particularmente brillante como la enana roja.

Combinado con el hecho de que está ubicado relativamente cerca de nuestro Sistema Solar, el descubrimiento de un sistema de tres planetas alrededor de L98-59 lo convierte en un candidato atractivo para las observaciones de seguimiento. Las estrellas de tipo M son el tipo más común en el Universo, y representan las tres cuartas partes de las estrellas solo en la Vía Láctea.

Investigaciones recientes también han encontrado que pueden ser el lugar más probable para encontrar planetas rocosos que orbitan dentro de la zona habitable de la estrella. Debido a esto, los científicos están ansiosos por aprender más sobre los sistemas planetarios que se forman alrededor de este tipo de estrellas. Estos incluyen si los planetas rocosos que orbitan las enanas rojas serían capaces o no de retener sus atmósferas dada la cantidad de radiación a la que estarían sujetos.

Desafortunadamente, ninguno de estos planetas orbita dentro de la zona habitable de L98-59. De hecho, a su distancia de la estrella madre, L 98-59b recibe hasta veintidós veces la cantidad de energía radiante que la Tierra recibe del Sol. Mientras tanto, L98-59c y L98-59d reciben aproximadamente once y cuatro veces más radiación que la Tierra, respectivamente.

Sin embargo, todos estos ocupan la «zona de Venus», el rango de distancias donde un planeta con una atmósfera similar a la Tierra podría experimentar un efecto invernadero desbocado, convirtiéndolo así en una atmósfera similar a Venus. En función de su tamaño, L 98-59d podría ser un mundo similar a Venus o un mini-Neptuno, que es un núcleo rocoso rodeado por una densa envoltura gaseosa.

Sin embargo, aún existe la posibilidad de que estos planetas puedan ser potencialmente habitables y la investigación en curso responderá preguntas vitales sobre estos y otros mundos rocosos que orbitan las enanas rojas cercanas, como Próxima b y los sistemas de siete planetas de TRAPPIST-1. Como Joshua Schlieder, astrofísico de la NASA Goddard y coautor del artículo, indicó:

“Si viéramos el Sol desde L 98-59, los tránsitos por la Tierra y Venus nos llevarían a pensar que los planetas son casi idénticos, pero sabemos que no lo son. Todavía tenemos muchas preguntas sobre por qué la Tierra se volvió habitable y Venus no. «Si podemos encontrar y estudiar ejemplos similares en torno a otras estrellas, como L 98-59, podemos potencialmente desbloquear algunos de esos secretos».

Afortunadamente, TESS tendrá la oportunidad de observar el sistema muchas veces más antes de que finalice el mes. En la actualidad, TESS está monitoreando 24 regiones de 96 grados del cielo del sur (también conocido como sectores) durante 27 días a la vez. Cuando concluya el primer año de observaciones en julio, el sistema L 98-59 habrá aparecido en siete de los 13 sectores que conforman el cielo sur.

Estas observaciones también ayudarán en gran medida a establecer un catálogo de planetas rocosos alrededor de estrellas brillantes cercanas. Cuando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) llegue al espacio en 2021, utilizará sus capacidades avanzadas de imagen infrarroja para recopilar información sobre la atmósfera de estos planetas y caracterizarlos.

Dado que cuatro de los mundos TRAPPIST-1 orbitan dentro del HZ (zona habitable) de su estrella, se les considera como los principales candidatos. El equipo de Kostov sugiere que los planetas L 98-59 también lo son. Estos esfuerzos combinados nos traerán efectivamente un paso más cerca de determinar si hay planetas habitables en nuestro vecindario cósmico.

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Se detecta una superfulguración en una estrella enana marron, como nunca observada hasta ahora

Posted on abril 23, 2022abril 23, 2022

Podemos estar agradecidos de que orbitamos una plácida, secuencia principal, estrella enana amarilla. Hace poco, los astrónomos vieron una superfulguración masiva en una estrella diminuta, un poderoso evento de emisión de radiación.

La «estrella» era ULAS J224940.13-011236.9, una enana marrón subestelar de tipo L cerca del borde entre las constelaciones de Acuario-Piscis. El engorroso nombre que tiene esta estrella es por un motivo… para empezar proviene del estudio de la Gran Área de Investigación de UKIDSS (ULAS) que busca estrellas enanas, más la posición del objeto en el cielo en ascensión recta y declinación.

La estrella está ubicada a 248 años luz de distancia, ULAS J2249-0112 (para abreviar) pesa alrededor de 15 masas de Júpiter, con un radio de aproximadamente 1/10 de nuestro Sol; más pequeño, y ni siquiera se clasificaría como una enana marrón sub-estelar.

La observación comenzó la noche del 13 de agosto de 2017, cuando la investigación de Tránsito de la Próxima Generación (NGTS) estaba recorriendo el cielo en busca de exoplanetas. Con base en el complejo del Observatorio Paranal en el desierto de Atacama, NGTS es un estudio de campo amplio con 12 telescopios, que muestra una franja de cielo de 96 grados cuadrados una vez cada 13 segundos en la búsqueda de exoplanetas en tránsito. Si bien este tipo de eventos de tránsito presentan pequeños cambios en el brillo, lo que produjo ULAS J2249-0112 fue muy diferente. La enana débil de la magnitud 24.5 se encendió brevemente en un brillo de 10 magnitudes durante 9.5 minutos, alcanzando una magnitud máxima de 14. Eso es un cambio de brillo de 10.000 veces.

NGTS tiene de decenas a cientos de miles de estrellas en su campo de visión en cualquier momento, lo que nos da la misma cantidad de curvas de luz. Entonces, junto con la búsqueda de planetas en estos datos, pueden buscar otros eventos astrofísicos, como las erupciones estelares.

Esta brillante llamarada de luz blanca era 10 veces más brillante y más poderosa que cualquier cosa que se haya visto en nuestro Sol. Por ejemplo, la gran superfulguración de Carrington de 1859 desató una poderosa llamarada que prendió fuego a las oficinas de telégrafos y envió coloridas pantallas de auroras al sur del Caribe. El “exoflare” de 2017 se habría registrado como un evento de clase X-100, si hubiera ocurrido en nuestro Sol.

El estudio se publicó en los avisos mensuales de abril de 2019 de la Royal Astronomical Society: Letters.

Este evento muestra que incluso las pequeñas enanas L pueden tener un gran impacto. Aunque las enanas rojas más grandes y tempestuosas son bien conocidas como productoras de fulguraciones, es raro que se produzca una erupción en una enana marrón tipo L más pequeña. El evento de 2017 fue solo el sexto evento observado desde una enana L, y el segundo capturado desde la superficie. De estos, el evento de 2017 fue el evento más poderoso observado hasta el momento.

Las llamaradas se producen a través de eventos de reconexión en los campos magnéticos de las estrellas. La energía liberada es proporcionada por el campo magnético, por lo que un campo más fuerte proporciona destellos de alta energía. Las estrellas de tipo M, en particular, pueden tener campos magnéticos muy fuertes, lo que resulta en destellos de alta energía. Se ha podido observar que después de un punto a medida que vamos hacia estrellas más pequeñas, se vuelven menos activas. Esto se corresponde con el debilitamiento del campo magnético, que produce menos destellos de alta energía. La presencia de una gran llamarada en está increíblemente pequeña estrella es un poco desconcertante, ya que sugiere que estas pequeñas estrellas pueden contener vastas cantidades de energía en sus campos magnéticos.

El equipo de NGTS continúa rastreando los datos, en busca de más superfulguraciones. El Satélite de investigación de exoplanetas en tránsito (TESS) también puede demostrar ser un tesoro de tales eventos, ya que lleva a cabo su investigación de todo el cielo para los exoplanetas en tránsito cercanos.

Y, por supuesto, una superfulguración tan poderosa sería mortal para la vida como la conocemos. Cuando se trata de la vida en planetas que orbitan enanas rojas o marrones, los lugares más seguros se encuentran en el hemisferio lejano de un mundo tidalmente cerrado, o tal vez en un océano subsuperficial, cualquiera de los cuales estaría protegido de la radiación que esteriliza la vida. En el lado positivo, estas estrellas son miserables, y tardan billones de años en arder a través del ciclo de fusión (quizás más larga que la edad actual del Universo), lo que da vida potencial a un planeta que orbita una enana roja o marrón mucho tiempo para evolucionar.

Aunque las enanas marrones no pueden mantener la fusión tradicional de hidrógeno a través de la cadena protón-protón de la nucleosíntesis estelar, pueden obtener energía de algunos de los primeros pasos del proceso a través de la fusión de deuterio y litio.

Y mientras estamos presenciando una superfulguración tan masiva en una estrella lejana, nuestra propia estrella, el Sol, sigue sin mostrar apenas actividad, ya que nos acercamos a otro profundo mínimo solar entre el ciclo solar # 24 y # 25 a finales de 2019 y 2020.

Agradece que no hayamos sido sometidos a una superfulguración tan punitiva como los que emiten las estrellas enanas más pequeñas… podría ser la razón por la que evolucionamos aquí en primer lugar…

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