Un equipo internacional, con la participación de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y del Polo de Investigación Nacional PlanetS, anuncia el descubrimiento de una nueva supertierra alrededor de una estrella un poco más fría que nuestro Sol. Una vez más, el espectrógrafo de alta precisión ESPRESSO - diseñado y desarrollado bajo la dirección de la UNIGE - ha permitido este hallazgo.
La densidad de este planeta, bautizado como TOI-512 b, es de 1,02 veces la de la Tierra. Sus parámetros físicos lo sitúan en la zona de transición entre los planetas gaseosos y los planetas rocosos. Uno de los grandes desafíos de la astrofísica moderna es comprender los mecanismos de formación y evolución que generan tanto planetas gaseosos como rocosos. Estos trabajos se publican en
Astronomy & Astrophysics.
Para detectar exoplanetas, los astrónomos disponen principalmente de dos métodos: el de los tránsitos y el de las velocidades radiales. El primero consiste en observar la disminución de luminosidad provocada por el paso de un planeta frente a su estrella. El segundo mide las variaciones de velocidad de la estrella inducidas por la presencia del planeta.
Este último método requiere observar las estrellas una por una mediante un espectrógrafo, lo que exige un tiempo de observación considerable. En cambio, el método de los tránsitos permite monitorizar simultáneamente varios miles de estrellas con un solo telescopio, haciéndolo mucho más eficaz para la detección de exoplanetas.
Descubrimientos como este son esenciales para mejorar nuestra comprensión de los mecanismos de formación y evolución planetaria.
"Durante las dos últimas décadas, hemos visto cómo el método de los tránsitos tomaba ventaja", explica Mara Attia, investigadora postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautora del estudio.
"Sin embargo, el método de los tránsitos genera muchos falsos positivos. A menudo es necesario utilizar la otra técnica para confirmar la presencia de un exoplaneta alrededor de una estrella. Además, tampoco permite medir la masa de un planeta, variable indispensable para estudiar su naturaleza. También en este caso hay que recurrir al método de las velocidades radiales."
En verde, la estrella TOI-512 alrededor de la cual orbita el exoplaneta TOI-512 b.
©José Rodrigues
Así se ha establecido una especie de tango observacional entre ambos métodos. El método de los tránsitos produce numerosos planetas "candidatos" que luego los espectrógrafos de todo el mundo se encargan de confirmar, determinando además la masa de estos nuevos exoplanetas.
La precisión de ESPRESSO
Uno de los programas de tránsitos más prolíficos actualmente es el telescopio espacial TESS, que desde su lanzamiento en 2018 ha proporcionado más de 7.000 exoplanetas candidatos. En cambio, para las mediciones de velocidades radiales, ESPRESSO, cuyo diseño y construcción fueron dirigidos por la UNIGE, sigue siendo el espectrógrafo más preciso del mundo. Uno de sus programas de observación, el "Grupo de Trabajo número 3 (WG3), seguimiento TESS", está dirigido por el Departamento de Astronomía de la UNIGE. Su misión es confirmar la naturaleza planetaria de los candidatos descubiertos por TESS con el objetivo científico de comprender mejor la transición entre planetas rocosos y gaseosos.
Supertierra o mini-Neptuno
En nuestro sistema solar, los planetas rocosos más grandes son la Tierra y Venus. Los planetas gaseosos más pequeños son Urano y Neptuno, con masas respectivas 14,5 y 17,1 veces mayores que la de la Tierra. Nuestro sistema solar no contiene ningún planeta intermedio entre la Tierra y Urano. Sin embargo, el análisis de la población de exoplanetas muestra que los planetas con una masa comprendida entre 3 y 10 masas terrestres se encuentran entre los más abundantes de nuestra galaxia.
A falta de conocer con precisión su naturaleza, se clasifican en dos categorías: supertierras, cuando su densidad es cercana a la de la Tierra (probablemente rocosas), y mini-Neptunos, cuando su densidad se aproxima a la de Neptuno (probablemente gaseosos).
Años de trabajo para un nuevo planeta
Los exoplanetas están por todas partes. Es muy probable que cada estrella tenga su séquito de planetas con una importante proporción de supertierras o mini-Neptunos. Sin embargo, cada descubrimiento representa un desafío y requiere años de trabajo. El nuevo exoplaneta detectado por ESPRESSO, TOI-512 b, no es una excepción. Su detección ha requerido 72 días de observaciones continuas con TESS durante más de dos años, 37 noches de observaciones con ESPRESSO en ocho meses, seguidos de largos meses de riguroso análisis por parte de un equipo internacional.
Un cubo de 1 cm de lado de material de TOI-512 b pesa 5,62 gramos, un valor cercano al de la Tierra (5,51 gramos). Se trata, por tanto, de una supertierra, con una masa 3,5 veces la de la Tierra y un radio 1,5 veces mayor. Orbita alrededor de su estrella de tipo K, un poco más fría (5000 °C) que nuestro Sol, en poco más de 7 días terrestres. Entre la población de exoplanetas, estos valores físicos sitúan a TOI-512 b en la zona de transición entre planetas rocosos y gaseosos.
"La precisión de ESPRESSO ha sido fundamental para caracterizar la composición de TOI-512 b. Es una pequeña contribución a la ya larga lista de planetas conocidos, pero descubrimientos como este son esenciales para mejorar nuestra comprensión de los mecanismos de formación y evolución planetaria. Harán falta muchos más para convertir nuestras hipótesis en certezas científicas", concluye José Rodrigues, doctorando en el instituto de astrofísica de Oporto y primer autor del descubrimiento.
Fuente: Universidad de Ginebra