Satélites superprecisos para encontrar exoplanetas "escondidos".

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Impresión artística de CHEOPS. Crédito: ESA / ATG medialab
Impresión artística de CHEOPS. Crédito: ESA / ATG medialab

Un equipo internacional de astrónomos -utilizando el telescopio espacial CHEOPS y el satélite TESS de la NASA- ha identificado la existencia de cuatro nuevos exoplanetas. Estos mundos son más pequeños y fríos y más difíciles de encontrar que los llamados exoplanetas Júpiter Caliente.

El Dr. Hugh Osborn de la Universidad de Berna y la Dra. Solène Ulmer-Moll de las Universidades de Berna y Ginebra colaboraron como miembros del NCCR PlanetS para utilizar la sinergia especial entre CHEOPS y la nave espacial TESS de la NASA para encontrar varios exoplanetas esquivos. Los planetas, TOI 5678 b y HIP 9618 c, tienen radios terrestres de 4,9 y 3,4, respectivamente, y son aproximadamente del mismo tamaño que Neptuno.

Amy Tuson, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), y el Dr. Zoltán Garai, del Observatorio Astrofísico ELTE Gothard (Hungría), fueron otros dos miembros del equipo internacional que utilizó el mismo método para encontrar dos planetas similares en otros sistemas.

El equipo de CHEOPS creó un mecanismo para evitar perder un tiempo de observación precioso con la esperanza de encontrar más tránsitos porque sospechaban de la existencia de exoplanetas. Basándose en la escasa información que ofrecían los tránsitos observados por TESS, crearon una estrategia dirigida. Basándose en ella, Osborn creó un programa que sugiere y clasifica los tránsitos candidatos para cada planeta.

Osborn afirma: "A continuación, jugamos a una especie de 'escondite' con los planetas, utilizando el satélite CHEOPS".

"Apuntamos CHEOPS hacia un objetivo en un momento dado, y dependiendo de si observamos un tránsito o no, podemos eliminar algunas de las posibilidades y volver a intentarlo en otro momento hasta que haya una solución única para el período orbital".

"Los científicos necesitaron cinco y cuatro intentos, respectivamente, para confirmar la existencia de los dos exoplanetas y determinar que TOI 5678 b tiene un periodo de 48 días, mientras que HIP 9618 c tiene un periodo de 52,5 días".

Cheops confirmó la existencia de cuatro exoplanetas cálidos con tamaños comprendidos entre la Tierra y Neptuno, que orbitan alrededor de sus estrellas más cerca que Mercurio de nuestro Sol. Estos llamados mini-Neptunos no se parecen a ningún planeta de nuestro Sistema Solar y proporcionan un "eslabón perdido" que aún no se comprende. Los mini-Neptunos se encuentran entre los tipos de planetas más comunes conocidos, y los astrónomos están empezando a encontrar cada vez más orbitando estrellas brillantes. CRÉDITO: ESA
Cheops confirmó la existencia de cuatro exoplanetas cálidos con tamaños comprendidos entre la Tierra y Neptuno, que orbitan alrededor de sus estrellas más cerca que Mercurio de nuestro Sol. Estos llamados mini-Neptunos no se parecen a ningún planeta de nuestro Sistema Solar y proporcionan un "eslabón perdido" que aún no se comprende. Los mini-Neptunos se encuentran entre los tipos de planetas más comunes conocidos, y los astrónomos están empezando a encontrar cada vez más orbitando estrellas brillantes. CRÉDITO: ESA

Los investigadores pudieron determinar las masas de TOI 5678 b y HIP 9618 c como 20 y 7,5 masas terrestres, respectivamente, utilizando observaciones terrestres que emplean otra técnica denominada velocidad radial combinada con los periodos restringidos recién descubiertos. Los científicos pueden determinar la composición de un planeta conociendo su densidad, tamaño y masa.

Según Ulmer-Moll, "en el caso de los mini-Neptunos, sin embargo, la densidad no es suficiente, y aún quedan algunas hipótesis en cuanto a la composición de los planetas: podrían ser planetas rocosos con mucho gas, o planetas ricos en agua y con una atmósfera muy vaporosa".

"Dado que los cuatro exoplanetas recién descubiertos orbitan alrededor de estrellas brillantes, también los convierte en objetivos de gran interés para la misión del telescopio espacial James Webb JWST, que podría ayudar a resolver el enigma de su composición."

"Los cuatro nuevos planetas que hemos detectado tienen temperaturas mucho más moderadas, de 'sólo' 217 a 277ºC. Estas temperaturas permiten la supervivencia de nubes y moléculas que, de otro modo, serían destruidas por el intenso calor de los Júpiter calientes. Y potencialmente pueden ser detectados por el JWST".

"De menor tamaño y con un período orbital más largo que los Júpiter Calientes, los cuatro planetas recién detectados son un primer paso hacia la observación de planetas similares a la Tierra en tránsito."

Fuentes, créditos y referencias:

ESA - H P Osborn et al, Two warm Neptunes transiting HIP 9618 revealed by TESS and Cheops, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad1319

S. Ulmer-Moll et al, TOI-5678b: A 48-day transiting Neptune-mass planet characterized with CHEOPS and HARPS,, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202245478

Z. Garai et al, Refined parameters of the HD 22946 planetary system and the true orbital period of planet d,, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202345943

A Tuson et al, TESS and CHEOPS discover two warm sub-Neptunes transiting the bright K-dwarf HD 15906, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad1369

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