Los exoplanetas más pequeños que Neptuno son comunes alrededor de las estrellas enanas rojas (enanas M), y muchos de los que transitan por sus estrellas anfitrionas constituyen la mayor parte de los mundos templados conocidos, ideales para la caracterización atmosférica. Sin embargo, aún no está claro si los pequeños exoplanetas que rodean a las enanas rojas son potencialmente habitables, en parte debido a nuestra falta de comprensión de su composición. En una nueva investigación, el Dr. Rafael Luque, de la Universidad de Chicago, y el Dr. Enric Pallé, del Instituto de Astrofísica de Canarias y de la Universidad de La Laguna, analizaron las masas y los radios de todos los pequeños exoplanetas en tránsito conocidos alrededor de las enanas rojas, identificando tres poblaciones: rocosas, ricas en agua y ricas en gas.

Impresión artística del exoplaneta gigante Kepler-1704b. Crédito de la imagen: Sci.News.

Impresión artística del exoplaneta gigante Kepler-1704b. Crédito de la imagen: Sci.News.

Los exoplanetas que transitan por estrellas enanas rojas interceptan una gran fracción del disco estelar, lo que los convierte en objetivos potencialmente adecuados para estudios de espectroscopia de transmisión.

Las zonas habitables de los sistemas planetarios alrededor de las enanas rojas se encuentran cerca de la estrella anfitriona, lo que aumenta la posibilidad de que se produzcan tránsitos.

Todavía no está claro si los planetas pequeños alrededor de las enanas rojas son potencialmente habitables, en parte debido al conocimiento incompleto de su composición.

«Cada una de las dos formas de descubrir planetas ofrece información diferente», dijo el Dr. Pallé.

«Al captar la sombra creada cuando un planeta cruza por delante de su estrella, podemos encontrar el diámetro del planeta».

«Midiendo la pequeña atracción gravitatoria que un planeta ejerce sobre una estrella, podemos encontrar su masa».

«Combinando las dos mediciones, podemos tener una idea de la composición del plano».

«Tal vez sea un planeta grande-pero-aire hecho principalmente de gas como Júpiter, o un planeta pequeño, denso y rocoso como la Tierra».

En su estudio, el Dr. Luque y el Dr. Pallé observaron 43 planetas con un radio inferior a 4 radios terrestres en 26 sistemas planetarios del catálogo de planetas enanos M en tránsito.

Descubrieron que los planetas que orbitan alrededor de enanas rojas se clasifican en tres categorías de densidad diferentes: exoplanetas rocosos, gaseosos y acuáticos.

Según los resultados, la tercera población coincide con las predicciones de densidad de un modelo planetario de 50% de roca y 50% de agua.

Estos planetas están tan cerca de sus soles que cualquier agua en la superficie existiría en una fase gaseosa supercrítica, lo que aumentaría su radio.

«Pero no vemos eso en las muestras. Eso sugiere que el agua no está en forma de océano superficial», dijo el Dr. Luque.

En cambio, el agua podría existir mezclada en la roca o en bolsas bajo la superficie. Estas condiciones serían similares a las de la luna Europa de Júpiter, que se cree que tiene agua líquida bajo tierra.

El hallazgo coincide con una teoría de la formación de exoplanetas que había caído en desgracia en los últimos años, que sugería que muchos planetas se forman más lejos en sus sistemas solares y migran hacia el interior con el tiempo.

«Es probable que estos planetas ricos en agua se formen con hielo y roca lejos de la estrella anfitriona antes de migrar a una órbita más cercana con la estrella anfitriona», dijeron los astrónomos.

El artículo del equipo se publicó en la revista Science.

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Rafael Luque & Enric Pallé. 2022. La densidad, y no el radio, separa a los planetas pequeños rocosos y ricos en agua que orbitan alrededor de estrellas enanas M. Ciencia 377 (6611); doi: 1211-1214; doi: 10.1126/science.abl7164

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