Descubiertos tres nuevos planetas en la ¨®rbita de una estrella cercana

El cazador de planetas de la NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ha descubierto tres planetas desconocidos hasta la fecha: uno un poco m¨¢s grande que la Tierra y dos de aproximadamente la mitad del tama?o de Neptuno. Los tres astros, bautizados como?TOI-270b, c y d, orbitan una estrella cercana (a 73 a?os luz), seg¨²n publica Nature Astronomy.

La estrella anfitriona del sistema es TOI-270, una enana tipo M (poco brillante y fr¨ªa) que es aproximadamente un 40% m¨¢s peque?a que el Sol tanto en tama?o como en masa y tiene su superficie un tercio m¨¢s fr¨ªa. El sistema planetario se encuentra en la constelaci¨®n sure?a de Pictor.

"Este sistema es exactamente para lo que fue dise?ado el TESS: planetas peque?os y templados que pasan o transitan frente a una estrella anfitriona inactiva, que carece de actividad estelar excesiva, como las llamaradas", comenta el investigador principal Maximilian G¨¹nther, del Instituto Kavli de Astrof¨ªsica e Investigaci¨®n Espacial del Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts (MIT) en Cambridge.

"Esta estrella es silenciosa y muy cercana a nosotros, y por lo tanto mucho m¨¢s brillante que las estrellas anfitrionas de sistemas comparables. Con extensas observaciones de seguimiento, pronto podremos determinar la composici¨®n de estos mundos, establecer si tienen atm¨®sferas y qu¨¦ gases contienen", apunta.

Un mundo rocoso

El planeta m¨¢s interior, denominado TOI 270 b, es probablemente un mundo rocoso un 25% m¨¢s grande que la Tierra. Orbita la estrella cada 3.4 d¨ªas a una distancia aproximadamente 14 veces m¨¢s cercana que Mercurio del Sol. Bas¨¢ndose en estudios estad¨ªsticos de exoplanetas conocidos de tama?o similar, el equipo cient¨ªfico estima que el TOI 270 b tiene una masa alrededor de 1,9 veces mayor que la de la Tierra.

Debido a su proximidad a la estrella, el planeta b es un mundo caliente como un horno. Su temperatura de equilibrio ¡ªes decir, la temperatura basada ¨²nicamente en la energ¨ªa que recibe de la estrella, que ignora los efectos adicionales de calentamiento de una posible atm¨®sfera¡ª es de alrededor de 255? grados cent¨ªgrados.

Los otros dos planetas, TOI 270 c y d, son, respectivamente, 2,4 y 2,1 veces m¨¢s grandes que la Tierra y orbitan la estrella cada 5,7 y 11,4 d¨ªas. Ambos pueden ser similares a Neptuno en nuestro sistema solar, con composiciones dominadas por gases en lugar de rocas, y probablemente pesan alrededor de 7 y 5 veces la masa de la Tierra, respectivamente.

"Un aspecto interesante de este sistema es que sus planetas se extienden a ambos lados de una brecha bien establecida en tama?os planetarios conocidos", comenta Francisco Pozuelos, investigador posdoctoral de la Universidad de Lieja en B¨¦lgica e investigador colaborador de la Universidad de Granada.

Un excelente laboratorio

"Es poco com¨²n que los planetas tengan tama?os entre 1,5 y dos veces superiores a los de la Tierra, por razones probablemente relacionadas con la forma en que se forman los planetas, pero este es un tema muy controvertido. El TOI 270 es un excelente laboratorio para estudiar los m¨¢rgenes de esta brecha, y nos ayudar¨¢ a comprender mejor c¨®mo se forman y evolucionan los sistemas planetarios", se?ala Pozuelos.

Los planetas c y d podr¨ªan describirse mejor como ¡®mini-Neptunos¡¯, un tipo de planeta que no se ve en nuestro sistema solar. Los investigadores esperan que una mayor exploraci¨®n del TOI 270 pueda ayudar a explicar c¨®mo se formaron dos de estos mini-Neptunos junto a un mundo casi del tama?o de la Tierra.

Los planetas b y c orbitan en una resonancia cercana a 5:3, lo que significa que el planeta interior rodea la estrella cinco veces por cada tres ¨®rbitas del m¨¢s lejano. Los planetas c y d tienen una relaci¨®n similar, con d tomando casi el doble de tiempo para orbitar la estrella que c. Esta disposici¨®n permitir¨¢ a los astr¨®nomos buscar ligeras variaciones en el tiempo de sus tr¨¢nsitos, lo que podr¨ªa proporcionar m¨¢s informaci¨®n sobre las masas de los planetas y la din¨¢mica general del sistema.

El equipo de G¨¹nther est¨¢ particularmente interesado en el planeta m¨¢s exterior, TOI 270 d. El equipo estima que la temperatura de equilibrio del planeta es de unos 66 grados cent¨ªgrados. Esto lo convierte en el mundo m¨¢s templado del sistema y, como tal, en una rareza entre los planetas en tr¨¢nsito conocidos.

"El TOI 270 est¨¢ perfectamente situado en el cielo para estudiar las atm¨®sferas de sus planetas exteriores con el futuro James WebbSpaceTelescope de la NASA", dijo la coautora del trabajo Adina Feinstein, estudiante de doctorado en la Universidad de Chicago. "Ser¨¢ observado por el Webb durante m¨¢s de medio a?o, lo que podr¨ªa permitir estudios de comparaci¨®n realmente interesantes entre las atm¨®sferas de TOI 270 c y d."

?Presencia de agua l¨ªquida?

El equipo espera que la investigaci¨®n adicional pueda revelar planetas adicionales m¨¢s all¨¢ de los tres ahora conocidos. Si el planeta d tiene un n¨²cleo rocoso cubierto por una atm¨®sfera espesa, su superficie ser¨ªa demasiado caliente para la presencia de agua l¨ªquida, considerada un requisito clave para un mundo potencialmente habitable.

Pero los estudios de seguimiento pueden descubrir planetas rocosos adicionales a distancias ligeramente mayores de la estrella, donde temperaturas m¨¢s fr¨ªas podr¨ªan permitir que el agua l¨ªquida se acumule en sus superficies. ¡°Debido a la cercan¨ªa y a la configuraci¨®n de estos planetas, el sistema es perfecto para nuestros an¨¢lisis de din¨¢mica, que ayudar¨¢n a descubrir si, efectivamente, hay planetas adicionales en el sistema¡±, comenta el investigador de la Universidad de Granada Juan Carlos Su¨¢rez.

¡°Adem¨¢s, se espera que los tres planetas encontrados hasta ahora est¨¦n sincronizados con la estrella, lo que significa que solo giran una vez en cada ¨®rbita y mantienen un lado de cara a la estrella, tal como lo hace la Luna en su ¨®rbita alrededor de la Tierra¡±, comentan Pozuelos y Su¨¢rez.