ha descubierto uno exoplaneta recientemente y es uno de los Las súper-Tierras más grandes encontradas hasta ahora. Ubicado a 200 años luz de distancia, podría arrojar nueva luz sobre uno de los misterios más extraños de la ciencia planetaria.
Con un radio de aproximadamente 1,8 veces el de la Tierra, el objeto llamado TOI-1075b es uno de los ejemplos más grandes de un exoplaneta de otro mundo que hemos encontrado hasta la fecha. También está en lo que llamamos radio de planeta menor, una aparente escasez de planetas entre 1,5 y 2 radios terrestres.
Se han encontrado súper-Tierras rocosas ligeramente más pequeñas. También se han encontrado mundos ligeramente más grandes con atmósferas hinchadas, conocidos como mini-Neptunos. Pero en el medio hay una especie de desierto.
Esa circunferencia extra no es solo un alivio. La masa de TOI-1075b es 9,95 veces la de la Tierra. Esto es demasiado grande para un mundo gaseoso; con la densidad inferida, el exoplaneta probablemente sea rocoso, como Mercurio, la Tierra, Marte y Venus. Esta peculiaridad lo convierte en un candidato ideal para explorar teorías de formación y evolución planetaria.
La brecha en el radio de los planetas menores se descubrió hace solo unos años, en 2017, cuando teníamos un catálogo lo suficientemente grande de exoplanetas (planetas extrasolares o extrasolares) como para que los científicos notaran un patrón. Para los exoplanetas que se encuentran en cierta proximidad a su estrella, se han encontrado muy pocos mundos que se extiendan entre sí.
Exoplaneta puede tener una atmósfera
Hay varias explicaciones posibles para esto; el principal parece ser que un exoplaneta por debajo de cierto tamaño simplemente no tiene la masa para contener una atmósfera de la radiación evaporativa tan cerca de la estrella madre. Según este modelo, los exoplanetas en la brecha deberían tener una atmósfera bastante grande compuesta principalmente de hidrógeno y helio.
Lo mismo ocurre con TOI-1075b. Fue detectado en datos del telescopio de la NASA para la búsqueda de exoplanetas, TESS. El TESS, abreviatura de Satélite de sondeo de exoplanetas en tránsito, busca rupturas de luz tenues y regulares de otras estrellas que sugieran un exoplaneta en órbita alrededor de ellas. Los astrónomos también pueden determinar el radio de ese exoplaneta en función de la cantidad de luz que extrae de la estrella.
Los datos de TESS sugieren que la estrella enana naranja TOI-1075 orbita un exoplaneta con un radio 1,72 veces mayor que el de la Tierra, con un período orbital de aproximadamente 14,5 horas. Esto llamó la atención del astrónomo. Zahra Bolsa, del MIT, que estudia supertierras calientes. Con ese radio y esa proximidad, el entonces candidato cumplía con los criterios de un mundo con radio de brecha.
Cálculo de la masa del exoplaneta
Representación artística del exoplaneta TOI-1075b.
El siguiente paso para tratar de comprender la naturaleza de este exoplaneta fue pesarlo. Esto aprovecha otro efecto que tiene un exoplaneta en su estrella anfitriona: la gravedad. La estrella proporciona la mayor parte de la gravedad en la interacción estrella-planeta, pero el planeta también ejerce una pequeña atracción gravitatoria sobre la estrella. Esto significa que una estrella se tambalea muy levemente en su lugar y los astrónomos pueden detectar esto en pequeños cambios en la luz de la estrella.
Conociendo la masa de la estrella, esos cambios pueden usarse para medir la masa del planeta que está sacudiendo. TOI-1075 tiene una masa y un radio de aproximadamente el 60% de nuestro sol, por lo que Essack y sus colegas pudieron calcular con precisión la masa del exoplaneta con una precisión de 9,95 masas terrestres. Y sus medidas de precisión de tamaño arrojaron 1.791 radios terrestres.
Si conoce el tamaño y el peso de algo, puede calcular su densidad promedio. ¿Qué pasa con TOI-1075b? Resultó ser un chonk absoluto. Tiene una densidad de 9,32 gramos por centímetro cúbico. Eso es casi el doble de la densidad de la Tierra, a 5,51 gramos por centímetro cúbico, lo que la convierte en una candidata a la supertierra más densa de los libros.
Un exoplaneta en la brecha de masa debería tener una atmósfera sustancial de hidrógeno y helio. La densidad de TOI-1075b es inconsistente con una atmósfera sustancial. Esto es muy curioso. Pero lo que el exoplaneta podría tener en su lugar es posiblemente aún más fascinante.
Los investigadores escriben en su artículo:
«Según la composición prevista y el período orbital ultracorto de TOI-1075b, no esperamos que el planeta haya mantenido una envoltura H/He».
Sin embargo, TOI-1075b puede no tener atmósfera (roca desnuda); una atmósfera de vapor de metal/silicato con una composición determinada por el océano de magma que se evapora en la superficie, ya que la temperatura de equilibrio de TOI-1075 b es lo suficientemente alta como para derretir una superficie rocosa; o, especialmente en el extremo inferior del rango de densidad promedio permisible, posiblemente una atmósfera delgada de H/He o CO2 u otra.
Sí, lo leiste bien. TOI-1075b es tan caliente (porque está tan cerca de su estrella) que su superficie podría ser un océano de magma que produce una atmósfera de roca vaporizada.
La buena noticia es que podemos averiguarlo. Como hemos visto recientemente, el JWST es bastante capaz de observar las atmósferas de los exoplanetas. Apuntar a TOI-1075b revelará si tiene una atmósfera delgada, una atmósfera de silicato o ninguna atmósfera, y esta información podría revelar una peculiaridad hasta ahora desconocida de la formación y evolución de los planetas, y cómo las supertierras pierden su gas.
Los resultados de la investigación han sido publicados. La revista astronómica y está disponible en arXiv.
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