Dos raros exoplanetas descubiertos alrededor de la misma estrella

Para buscar exoplanetas, astrónomos utilizan esencialmente dos enfoques. El método del tránsito y el método de la velocidad radial. El primero es identificar las pequeñas disminuciones en la intensidad de la luz que se producen cuando dicho exoplaneta se interpone entre su estrella anfitriona (la fuente de luz) y el observador. El segundo, el más utilizado, consiste en detectar cambios en la velocidad radial de la estrella. Bajo el efecto de la atracción gravitatoria que ejerce el planeta, la estrella oscila ligeramente alrededor de su centro de masa. Las líneas espectrales de la estrella luego cambian a azul o rojo, dependiendo de si se acerca o se aleja del observador. El espectrógrafo ESPRESSO del Observatorio Europeo Austral se basa en este método de detección. Gracias a él, además de las dos súper-Tierras confirmadas por TESS, un equipo de astrónomos ha detectado otros tres planetas del tamaño de la Tierra alrededor de HD 23472, dos de los cuales pueden ser supermercurios.

Tres exoplanetas más pequeños que la Tierra

Debido a su pequeño tamaño, los supermercurios son particularmente difíciles de detectar. Si se confirma como tal, estos dos nuevos especímenes elevarían el número de supermercurios conocidos a solo ocho. En total, el equipo confirmó la existencia de cinco exoplanetas. Tres súper tierras dotado de una gran atmósfera y dos potenciales supermercurios, ubicados más cerca de la estrella. De estos cinco planetas, tres son menos masivos que la Tierra y se encuentran entre los exoplanetas más livianos identificados hasta ahora.

Si el sistema HD 23472 interesa tanto a los científicos es porque ilustra perfectamente la “brecha de Fulton”. Designa la cavidad que aparece cuando hacemos clase exoplanetas según su radio. Surge una brecha para tamaños entre 1,5 y 2 radios terrestres. Los dos exoplanetas descubiertos por TESS se encuentran en el extremo superior de esta brecha. Por otro lado, los dos planetas candidatos descubiertos más tarde se ubican en el límite inferior. Esta diferencia puede deberse a la presencia o ausencia de una atmósfera. Fue mientras intentaba obtener mediciones precisas de la velocidad radial de la estrella, lo que permite rastrear la masa de los exoplanetas, que el equipo encontró un quinto planeta.

Ilustración de la brecha de Fulton en la distribución de exoplanetas. Créditos: NASA/Centro de Investigación Ames/CalTech/Universidad de Hawái/BJ Fulton

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El planeta HD 23472d, el más cercano a la estrella, tiene un período orbital de 3,98 días. Tiene un radio equivalente a 0,75 veces el de la Tierra y una masa estimada de 0,54 masas terrestres. HD 23472e es el último descubrimiento. Su período es de 7,9 días, tiene un radio de 0,82 radios terrestres y pesa el equivalente a 0,76 masas terrestres. Estos son los dos supuestos supermercurios del sistema.

Las tres súper-Tierras son: HD 23472f (período 12,16 días, 1,13 radios terrestres, 0,64 masas terrestres), HD 23472b (período 17,67 días, 2,01 radios terrestres, 8,42 masas terrestres) y HD 23472c (período 29,8 días, 1,85 masas terrestres y 3,37 radios terrestres).

¿Impacto gigante o evaporación?

Estos cinco exoplanetas están demasiado cerca de su estrella para que se haya desarrollado vida allí. Sin embargo, este sistema planetario ofrece la oportunidad única de estudiar en detalle los planetas de tipo supermercurio y aprender más sobre el propio Mercurio. 🇧🇷 Esto nos permite obtener pistas sobre cómo se formaron estos planetas, lo que puede ayudarnos a descartar ciertas posibilidades. 🇧🇷 explica Susana Barrosastrofísico del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio de Portugal y primer autor del estudio.

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Mercurio tiene un núcleo relativamente grande y un manto relativamente más delgado que los otros planetas del sistema solar. Sin embargo, los científicos no saben por qué. Una teoría sugiere que un impacto gigante arrancó gran parte del manto del planeta. Otra supone que parte del manto se evaporó por efecto de la alta temperatura que reina en este planeta.

El hecho de haber descubierto dos planetas similares a Mercurio en el mismo sistema, por lo tanto, plantea preguntas. De hecho, dos impactos gigantes en el mismo sistema parecen poco probables, señala el experto. La formación de supermercurios puede estar relacionada con la composición de su estrella anfitriona. El estudio del sistema HD 23472 explorará más a fondo esta hipótesis.

Un misterio que se resolverá gracias a los futuros telescopios

El equipo estimó la composición de los cinco planetas del sistema. Encontró que sus fracciones de masa de gas y agua aumentan con la distancia estelar. Esto sugiere que el sistema fue moldeado por radiación. La alta densidad de los dos planetas interiores (alrededor de 7,5 g/cm3) indica que es probable que sean supermercurio. Esto está respaldado por el modelado de las estructuras internas de los planetas, pero aún no se ha confirmado. Del mismo modo, no está claro si estos dos candidatos a súper Mercurio tienen atmósfera o no.

Diagrama de rayos en función de la masa, con exoplanetas del sistema HD 23472 (puntos negros) en comparación con otros exoplanetas conocidos. La Tierra (estrella azul) y Venus (estrella amarilla) se muestran a modo de comparación. Las líneas punteadas representan los patrones de radio de masa para diferentes composiciones planetarias. El área gris representa el máximo desprendimiento por colisión de la región del manto. Créditos: Barros et al., Nature (2022)

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🇧🇷 Como estos planetas tienen radios más pequeños que la Tierra, la instrumentación actual no es lo suficientemente sensible para sondear la composición de su superficie o la existencia y composición de una atmósfera potencial. », explica el astrofísico Olivier Demangeon, coautor del estudio. El futuro Telescopio extremadamente grande (ELT), cuya apertura está prevista para 2025, y su espectrógrafo de alta resolución (ANDES) de primera generación sin duda proporcionarán la sensibilidad y precisión necesarias para realizar tales observaciones.

Para empezar, las observaciones nos permitirán caracterizar mejor la composición de estos exoplanetas. Después de eso, los científicos comprenderán mejor cómo se formó el supermercurio. En el futuro, el equipo extenderá este tipo de estudio a exoplanetas de vida más larga. Es decir, exoplanetas más alejados de su estrella y más propicios para la aparición de vida.