El satélite TESS ha descubierto tres nuevos exoplanetas en el sistema TOI 270. Uno de ellos es algo más grande que la Tierra. Pero lo más interesante, si cabe, es que los otros dos mundos pertenecen a un tipo diferente de los que hemos observado en el Sistema Solar. Encajan en una franja en la que se han encontrado pocos planetas así…

TOI 270: una enana roja muy interesante

TOI 270 (llamada así por las siglas de TESS Object of Interest), es una pequeña enana roja también conocida como UCAC4 191-004642. Se trata de una estrella de tipo M, con aproximadamente el 40% del tamaño y masa del Sol. Su temperatura en superficie es tan solo el 30% de la de nuestra estrella. Es decir, unos 1680 Kelvin, frente a los 5770 del Sol. Se encuentra a 73 años-luz del Sistema Solar, en la dirección de la constelación Pictor (también conocida como el Caballete del Pintor). Es el ejemplo perfecto de qué tipo de mundos puede detectar TESS.

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Concepto artístico de la superficie de Próxima b. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Porque hay que recordar que el sucesor del exitoso telescopio Kepler fue diseñado para encontrar mundos como estos. Planetas pequeños, templados, que pasen por delante de estrellas más calmadas. TOI 270 es muy interesante, entre otras cosas, por el comportamiento de su estrella. A diferencia de Próxima Centauri o TRAPPIST-1, que destacan por su gran nivel de actividad. La frecuencia con la que emiten llamaradas estelares, y su potencia, es todo un problema para la habitabilidad de los mundos que las rodean. TOI 270 es todo lo contrario.

Son buenas noticias, porque la mayor parte de descubrimientos de exoplanetas en torno a enanas rojas ha sido en astros muy activos. Por la cercanía de la zona habitable, es muy difícil que los planetas sean capaces de retener sus atmósferas frente a esas llamaradas tan intensas. Pero si esas llamaradas son mucho menos frecuentes, es más fácil que el planeta sea capaz de retener su atmósfera. Uno de los ingredientes imprescindibles para que un planeta pueda albergar vida tal y como la conocemos. Además, TOI 270 es un sistema cercano.

Un buen objetivo para su análisis

Al encontrarse a 73 años-luz, una distancia pequeña en la escala cósmica, este sistema sería muy interesante ya solo por la tranquilidad de su astro. Pero no es el único ingrediente interesante. Los investigadores que han realizado el hallazgo quieren determinar si los planetas detectados tienen atmósferas, qué gases contienen, cuál es su composición, etcétera. El planeta más cercano a la estrella es TOI 270 b. Un mundo, probablemente rocoso, que es alrededor de un 25% más grande que la Tierra. Tarda 3,4 días en completar una órbita en torno a su estrella.

TOI 270: TESS descubre tres nuevos exoplanetas
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Comparación de los tres planetas que componen el sistema de TOI 270. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center

También se calcula que podría ser un 90% más masivo que la Tierra. Su órbita es 13 veces más pequeña que la que separa a Mercurio del Sol. Por su proximidad, TOI 270 b no es un mundo habitable. Su temperatura de equilibrio, es decir, la temperatura tomando como único parámetro la energía recibida desde su estrella, sin incluir el efecto de una atmósfera u otras particularidades, es de 254 ºC. Los otros dos planetas, TOI 270 c y d, están más lejos, pero no se trata de mundos rocosos. Su parecido es mucho más similar al de Neptuno.

Respectivamente, TOI 270 c es 2,4 veces más grande que nuestro planeta, mientras que TOI 270 d es 2,1 veces más grande. El primero orbita su estrella en 5,7 días terrestres, mientras que el segundo lo hace en 11,4 días. Ambos tienen, aproximadamente, la mitad del tamaño de Neptuno. Su masa sería 7 y 5 veces, respectivamente, mayor que la de la Tierra. Ambos estarían compuestos principalmente por gases en lugar de roca. Los investigadores creen que los tres mundos se encuentran en rotación síncrona con su estrella.

A la caza de los minineptunos

La rotación síncrona provoca que un objeto tarde tanto en rotar sobre sí mismo como en orbitar alrededor de otro objeto. El caso más familiar es el de la Luna. Los mundos de TOI 270 están tan cerca de su estrella que también tardan tanto en rotar sobre sí mismos como en girar alrededor de su astro. Mostrando siempre el mismo hemisferio hacia su estrella. TOI 270 c y d parecen encajar en la franja de los llamados minineptunos. Un tipo de planeta que no existe en el Sistema Solar.

TOI 270 es una enana roja, por lo que sus planetas están mucho más cerca que los del Sistema Solar del Sol.
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Comparación entre el sistema de TOI 270 y Júpiter y algunos de sus satélites. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center

Los investigadores esperan poder comprender las particularidades de TOI 270. ¿Cómo se formaron estos minineptunos junto a un planeta de un tamaño y características similares a la Tierra? Este sistema planetario resulta muy interesante porque las dimensiones de sus planetas encajan en una franja en la que es raro encontrarlos. Entre los más de 4000 exoplanetas descubiertos, es poco frecuente encontrar mundos que tengan tamaños entre 1,5 y 2,5 veces el de la Tierra. La explicación podría estar en el proceso de formación de los planetas.

Pero el por qué de la aparente ausencia de planetas en esa franja no está nada claro. TOI 270 es, en ese sentido, una oportunidad magnífica para entender cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios a lo largo del tiempo. Los investigadores están especialmente interesados en TOI 270 d. Su temperatura de equilibrio es de 66 ºC. Es el mundo más templado de los tres descubiertos. Por la distancia a su estrella, será un buen objetivo de estudio para telescopios como James Webb. El sucesor del telescopio Hubble que, si no sufre más retrasos, será lanzado en 2021.

TOI 270 será estudiado en el futuro

TOI 270 está en una posición ideal, en el firmamento, para que el telescopio James Webb centre su atención en él. Podrá estudiar la atmósfera de los dos planetas más alejados de la estrella. Los investigadores calculan que será observable durante más de medio año. Lo que permitirá comparar la composición de las atmósferas de TOI 270 c y d. Además, no se puede descartar la posibilidad de que haya otros mundos alrededor de esta pequeña enana roja. Esos planetas más alejados, además, podrían estar dentro de la zona habitable.

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Concepto artístico del telescopio TESS observando exoplanetas. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center, edited by MIT News

Porque si TOI 270 d no resultase ser un minineptuno, sino un planeta rocoso, su temperatura sería demasiado elevada como para poder tener agua líquida en su superficie. En las próximas observaciones, es posible que se detecten planetas más alejados y alguno de ellos podría ser rocoso y, presumiblemente, estar en la zona habitable. TESS ha completado ya su primer año de observaciones. Pero todavía tiene por delante mucho trabajo. Después de centrar su atención en el hemisferio sur, se centrará en el hemisferio norte.

En su primer año de funcionamiento, ha detectado 21 exoplanetas y 850 posibles exoplanetas que, de momento, están pendientes de ser confirmados a través de otros observatorios. Un procedimiento que ya nos es familiar porque se llevó a cabo con el telescopio Kepler. Sea como fuere, TESS está demostrando su capacidad desde el primer momento. Esperemos que los descubrimientos en torno a enanas rojas tranquilas sigan en aumento. Porque comprender si pueden tener planetas habitables nos ayudará a entender si la vida podría ser abundante en el universo…

Estudio

El estudio es M. Günther, F. Pozuelos, I. Waite et al.; «A super-Earth and two sub-Neptunes transiting the nearby and quiet M dwarf TOI-270». Publicado en la revista Nature Astronomy el 29 de julio de 2019. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: NASA