TOI 700 d no es un exoplaneta cualquiera. Pasará a la historia por ser el primer planeta rocoso, en la zona habitable de una estrella, descubierto por el telescopio TESS. El estudio de este mundo podría resultar muy interesante en el futuro…

TOI 700 d es un gran descubrimiento de TESS

TOI 700 es una pequeña enana roja a unos 100 años-luz del Sistema Solar. Tiene alrededor del 40 % de la masa del Sol y la mitad de su temperatura. En torno a ella, TESS, el sucesor del popular telescopio Kepler, ha encontrado tres planetas. El más lejano, TOI 700 d es, sin duda, el más interesante. Es uno de los pocos planetas rocosos, en la zona habitable alrededor de una estrella, que se ha descubierto hasta la fecha. Es decir, planetas que están en la región en la que la temperatura es adecuada para tener agua líquida en su superficie.

Concepto artístico del telescopio TESS observando exoplanetas. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center

No quiere decir, ni mucho menos, que tengan agua, pero sí que las condiciones podrían ser las correctas. Dentro de esos pocos exoplanetas rocosos, en zona habitable, destaca el descubrimiento del sistema TRAPPIST-1. Con TESS se perseguía, como uno de los grandes objetivos, ampliar ese abanico de mundos, que podrían ser habitables y, además, que estuviesen cerca del Sistema Solar. Algo que facilitará su estudio, porque cuanto más cercano sea el exoplaneta, más sencilla será su observación con otros telescopios tanto en el espacio como en la Tierra.

El descubrimiento de TOI 700 d ha sido confirmado con el telescopio Spitzer, permitiendo determinar su tamaño y su ubicación, dentro de la zona habitable alrededor de su estrella. También es positivo para la misión de Spitzer, que tocará a su fin en este mismo mes de enero. TESS observa grandes regiones del cielo, a las que llaman sectores, durante 27 días seguidos. Algo que permite detectar pequeños cambios en el brillo de una estrella. De suceder, puede ser la señal de que tiene un planeta a su alrededor.

¿Qué sabemos del sistema de TOI 700?

TOI 700, la estrella en torno a la que orbita el planeta, aparece en 11 de los 13 sectores que observó TESS durante el primer año de su misión. Gracias a esos datos, los investigadores han determinado que tiene, al menos, tres planetas a su alrededor (los otros dos son TOI 700 b y TOI 700 c, también más cercanos al astro). Curiosamente, la estrella no fue clasificada correctamente en el momento de su descubrimiento. Se creyó que se trataba de una estrella similar al Sol y que, por tanto, sus planetas serían más grandes y cálidos de lo que realmente son.

TOI 700 d: el primer planeta rocoso, en la zona habitable, detectado por TESS
Concepto artístico del sistema de TOI 700. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)

Al detectar la confusión, y corregir las observaciones de la estrella, el tamaño de los planetas también se redujo. Los datos indicaban que el más lejano, TOI 700 d, tiene un tamaño similar al de la Tierra y que está en la zona habitable de su estrella. Además, a diferencia de otras enanas rojas, parece que TOI 700 es una estrella tranquila. Durante los 11 meses de observaciones de TESS, no se detectó ninguna llamarada. Por lo que la posibilidad de que sea habitable aumenta. También hará más sencillo entender cómo podría ser su atmósfera y superficie.

El planeta más cercano a la estrella, TOI 700 b, tiene un tamaño muy similar al de la Tierra. Tarda 10 días en completar una órbita a su alrededor. El segundo planeta, TOI 700 c, es 2,6 veces más grande que la Tierra, por lo que está entre los tamaños de nuestro planeta y Neptuno, y tarda 16 días en completar una órbita. Probablemente sea un planeta gaseoso. TOI 700 d es el más lejano. Es un 20% más grande que la Tierra y tarda 37 días en completar una órbita. Recibe el 86% de la energía de su estrella, en comparación a la Tierra del Sol.

TOI 700 d podría ser muy interesante

Se cree que los tres planetas están en rotación síncrona. Es decir, muestran siempre la misma cara a su estrella. Del mismo modo que la Luna muestra siempre el mismo hemisferio a la Tierra. Los datos del telescopio Spitzer han permitido refinar las estimaciones sobre los tamaños de los planetas. Así como, también, descartar falsos positivos. Es decir, que la señal se debiese, en realidad, a algún otro fenómeno y no al paso de un planeta. TOI 700 es una estrella cercana, relativamente brillante y muy tranquila. Es un objetivo ideal de estudio.

TOI 700 d estaría lo suficientemente cerca de la Tierra para ser estudiado en profundidad.
En la izquierda, un pequeño concepto artístico de TOI 700 d. En la derecha, parte de los datos que muestran su tránsito. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)

Según explican los investigadores, con los observatorios terrestres que ya tenemos, se podrá determinar su masa con mucha más precisión. Algo que ayudará a confirmar si hay dos planetas rocosos y uno gaseoso. En próximas misiones, además, se podrá estudiar si alguno de los planetas tiene una atmósfera. Quizá incluso determinar cuál es su composición. De momento, no se sabe exactamente cómo es TOI 700 d. Aunque sí que se puede usar la estimación de su tamaño, y el tipo de estrella al que orbita, para generar modelos predictivos.

Algo que han hecho investigadores de la NASA, creando 20 posibles entornos que podrían suceder en TOI 700 d. El objetivo era determinar si alguno produciría una temperatura, en superficie, y presión que fuese apropiada para ser un planeta habitable. Al ser un exoplaneta en rotación síncrona, el paisaje puede ser muy diferente al de la Tierra. Sus nubes y su patrones de viento podrían ser completamente distintos. En esos modelos hay entornos muy diferentes. En uno de ellos, por ejemplo, se supone que el planeta está cubierto por un océano…

Lo que falta por descubrir

En esa simulación, el hemisferio iluminado tendría una profunda capa de nubes. En otro modelo, sin embargo, se plantea que el exoplaneta solo fuese tierra firme. Su atmósfera no tendría nubes, y el viento fluiría desde el hemisferio nocturno al diurno, coincidiendo en el lugar que apunta directamente hacia la estrella. Son solo algunos de los escenarios que se obtienen al suponer que el planeta pueda tener unas características u otras. Todo ello tiene, a su vez, consecuencias directas en cuál sería el espectro de la luz de su estrella.

Simulación de TOI 700 d, y su viento, si su superficie fuese únicamente suelo firme. Crédito: Engelmann-Suissa et al./NASA’s Goddard Space Flight Center

Es decir, cuando la luz de TOI 700 atraviesa su atmósfera (suponiendo que la tenga), muestra la presencia de unos u otros elementos al interactuar con ellos. Los investigadores han creado, también, el espectro que se debería observar en cada uno de esos 20 escenarios. El objetivo es sencillo pero habrá que armarse de paciencia. Porque, a día de hoy, no es posible obtener el espectro de la luz de la estrella al pasar por la atmósfera de TOI 700 d. Con los telescopios que están por venir en el futuro, tanto en el espacio como en la superficie de la Tierra, sí se podrá.

Cuando llegue ese momento, será posible comparar el espectro observado con los modelados en este estudio. Con suerte, encajará, en mayor o menor medida, con alguno de los espectros simulados, y permitirá entender mejor cómo podría ser ese mundo. Está claro que será muy diferente a la Tierra. Pero no solo eso, también se podrá ver qué diferencias presenta respecto a, por ejemplo, Próxima b, el exoplaneta más cercano a la Tierra y que, a diferencia de TOI 700 d, sí se encuentra en torno a una estrella que emite llamaradas muy intensas…

Referencias: NASA