Descubren cuatro enigmáticos minineptunos con órbitas inesperadamente excéntricas
Con la ayuda de una red global de telescopios terrestres y el telescopio espacial TESS, un equipo de astrónomos ha localizado cuatro planetas de tipo minineptuno que orbitan a sus respectivas estrellas, unas enanas rojas.
Por el National Institutes of Natural Sciences (NINS)
Ilustración de las órbitas de los cuatro minineptunos descubiertos. Las órbitas de los exoplanetas cercanos a sus estrellas progenitoras tienden a volverse circulares con el tiempo, pero tres de los cuatro exoplanetas recién detectados, excepto el inferior izquierdo, han mantenido órbitas elípticas a pesar de tener más de mil millones de años. Crédito: Astrobiology Center
Un equipo de astrónomos acaba de descubrir con la asistencia de las observaciones de una red global de telescopios terrestres y el telescopio espacial TESS cuatro minineptunos que giran alrededor de cuatro enanas rojas Estos exoplanetas están cerca de sus estrellas madre, y es probable que los tres de ellos sigan órbitas excéntricas.
Los minineptunos son un tipo de exoplaneta que se encuentra entre los planetas rocosos, como la Tierra, y los gigantes gaseosos, como Neptuno. Estos planetas tienen masas y tamaños intermedios, generalmente entre dos y diez veces la masa de la Tierra, y diámetros que pueden oscilar entre las 1,5 y las 4 veces el de la Tierra. Se cree que tienen un núcleo rocoso o de hielo.
Los minineptunos poseen una atmósfera significativa de hidrógeno y helio, lo que les da una densidad más baja en comparación con los planetas rocosos. Hay que decir que estos exoplanetas son relativamente comunes fuera del Sistema Solar; de hecho, muchos de ellos han sido descubiertos por misiones como la Kepler y la citada TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), que comenzó las operaciones científicas el 25 de julio de 2018. Durante su misión primaria de dos años, este telescopio espacial monitoreo más de 200.000 estrellas preseleccionadas y detectó más de 1.900 mundos candidatos a exoplanetas.
Al igual que su predecesor, el Kepler, TESS identifica exoplanetas al observar caídas pequeñas en el brillo de una estrella causadas por un planeta en órbita. Pero a diferencia de Kepler, que se centró en un solo parche de estrellas, TESS está realizando un estudio expansivo que abarca casi todo el cielo.
Los cuatro minineptunos tienen un periodo orbital corto, inferior a ocho días
Ejemplos de minineptunos, a veces llamados enanos de gas o planetas transicionales, incluyen los exoplanetas descubiertos alrededor de estrellas como Kepler-11 y HD 97658.
Pero ¿qué aspecto tienen los minineptunos recién cazados?
El equipo de astrónomos ha descubierto cuatro minineptunos de corto periodo orbital —el tiempo que le toma a un astro recorrer su órbita—, que han bautizado como TOI-782 b, TOI-1448 b, TOI-2120 b y TOI-2406 b. Cada uno de ellos gira alrededor de una enana roja —estrella relativamente pequeña y fría— , como se ha podido determinar mediante observaciones de seguimiento con telescopios terrestres con MuSCAT, un tipo de cámara que capta cuatro colores simultáneos para el estudio de exoplanetas en tránsito.
Estos minineptunos tienen periodos orbitales inferiores a ocho días. Además, estas mediciones de la velocidad radial de sus estrellas progenitoras, obtenidas con el IRD (InfraRed Doppler) del telescopio Subaru, localizado en el Observatorio Mauna Kea de Hawái, indican que el límite superior de las masas de estos cuatro planetas es inferior a veinte veces la masa de la Tierra.
La relación entre los radios medidos y los límites superiores de masa de estos minineptunos sugiere que no son planetas rocosos, como es el caso de la Tierra. Y es probable que en el interior contengan volátiles como materiales helados como el agua y atmósferas.
Tres mundos con órbitas excéntricas durante miles de millones de años
El equipo de investigadores también descubrió que es probable que al menos tres de estos exoplanetas —TOI-782 b, TOI-2120 b y TOI-2406 b— se encuentren en órbitas excéntricas. En general, la órbita de un planeta de periodo corto alrededor de una enana roja debería ser circular, debido a la disipación de mareas.
Recordemos que la disipación de mareas en un planeta es un proceso mediante el cual la energía orbital y rotacional del sistema planeta-luna o planeta-estrella, como es este caso, se convierte en calor debido a las fuerzas de marea. Este proceso tiene importantes implicaciones para la dinámica y evolución del planeta y su satélite o su estrella. en el caso de exoplanetas cercanos.
Sin embargo, los tres minineptunos de periodo corto que orbitan a sus respectivas enanas rojas han mantenido excentricidades distintas de cero durante miles de millones de años. Una posible interpretación de este hecho es que sus interiores no son susceptibles a los efectos de las mareas.
En efecto, la relación masa-radio de estos cuatro minineptunos sugiere que no son planetas rocosos. Por tanto, los interiores de estos misteriosos mundos podrían ser similares a los de Neptuno. Los minineptunos de periodo corto son objetivos prometedores para observaciones atmosféricas con el telescopio espacial James Webb. Se espera que nuevas observaciones de seguimiento detalladas mejoren nuestra comprensión de las composiciones internas y las atmósferas de los minineptunos que siguen un período corto.
Cómo el telescopio espacial TESS escanea el cielo en busca de exoplanetas.
Información facilitada por el National Institutes of Natural Sciences -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Yasunori Hori et al. The Discovery and Follow-up of Four Transiting Short-period Sub-Neptunes Orbiting M Dwarfs. The Astronomical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad4115
