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| Ilustración del planeta gigante gaseoso COCONUTS-2b. Crédito: B. Bays (SOEST/UH) |
El segundo descubrimiento del programa COol Companions ON Ultrawide orbiTS (COCONUTS): Un exoplaneta frío de órbita ancha alrededor de una enana M de campo joven a 10,9 pc
Los astrónomos han descubierto miles de exoplanetas -planetas más allá de nuestro sistema solar- pero pocos han sido fotografiados directamente, porque son extremadamente difíciles de ver con los telescopios existentes. Un estudiante de posgrado del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai (IfA) ha superado las probabilidades y ha descubierto un exoplaneta con imagen directa, y es el más cercano a la Tierra jamás encontrado, a una distancia de solo 35 años luz.
Utilizando el sondeo COol Companions ON Ultrawide orbiTS (COCONUTS), el estudiante de posgrado del IfA Zhoujian Zhang y un equipo de astrónomos, Michael Liu y Zach Claytor (IfA), William Best (Universidad de Texas en Austin), Trent Dupuy (Universidad de Edimburgo) y Robert Siverd (Observatorio Gemini/Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja) identificaron un planeta con una masa seis veces superior a la de Júpiter. La investigación del equipo, publicada en la revista The Astrophysical Journal Letters, permitió descubrir el planeta gigante gaseoso de baja temperatura que orbita alrededor de una estrella enana roja de baja masa, a unas 6.000 veces más de distancia que la Tierra orbita alrededor del Sol. Llamaron al nuevo sistema planetario COCONUTS-2, y al nuevo planeta COCONUTS-2b.
"Con un planeta masivo en una órbita súper amplia, y con una estrella central muy fría, COCONUTS-2 representa un sistema planetario muy diferente a nuestro propio sistema solar", explicó Zhang. El estudio de COCONUTS ha sido el centro de su tesis doctoral, recientemente terminada, y su objetivo es encontrar compañeros de gran separación alrededor de estrellas de todo tipo cercanas a la Tierra.
El calor atrapado ayuda a detectar un planeta
COCONUTS-2b es el segundo exoplaneta más frío encontrado hasta la fecha, con una temperatura de tan sólo 320 grados Fahrenheit, un poco más fría que la de la mayoría de los hornos para hacer galletas. El planeta puede ser visualizado directamente gracias a la luz emitida producida por el calor residual atrapado desde la formación del planeta. Aun así, la emisión de energía del planeta es más de un millón de veces más débil que la del sol, por lo que el planeta sólo puede detectarse utilizando luz infrarroja de menor energía.
"Detectar y estudiar directamente la luz de los planetas gigantes gaseosos alrededor de otras estrellas es normalmente muy difícil, ya que los planetas que encontramos suelen tener órbitas con poca separación y, por lo tanto, quedan enterrados en el resplandor de la luz de su estrella anfitriona", dijo Liu, el director de tesis de Zhang. "Con su enorme separación orbital, COCONUTS-2b será un gran laboratorio para estudiar la atmósfera y la composición de un joven planeta gigante gaseoso".
El planeta fue detectado por primera vez en 2011 por el satélite Wide-field Infrared Survey Explorer, pero se creía que era un objeto de flotación libre, que no orbitaba alrededor de una estrella. Zhang y sus colaboradores descubrieron que, de hecho, está ligado gravitacionalmente a una estrella de baja masa, COCONUTS-2A, que tiene aproximadamente un tercio de la masa del sol y es unas 10 veces más joven.
La oscuridad prevalece
Debido a su órbita de gran separación y a su fría estrella anfitriona, los cielos de COCONUTS-2b tendrían un aspecto radicalmente diferente para un observador de allí en comparación con los cielos de la Tierra. La noche y el día se verían básicamente igual, y la estrella anfitriona aparecería como una estrella roja brillante en el cielo oscuro.
El descubrimiento de Zhang ha alimentado su deseo de seguir explorando exoplanetas, enanas marrones y estrellas. El aspirante a astrónomo se graduó en el IfA este verano y comenzará su investigación posdoctoral en otoño de 2021, con el ex alumno del IfA Brendan Bowler, profesor de astronomía en la Universidad de Texas en Austin.
Fuentes, créditos y referencias:
Zhoujian Zhang et al, The Second Discovery from the COol Companions ON Ultrawide orbiTS (COCONUTS) Program: A Cold Wide-Orbit Exoplanet around a Young Field M Dwarf at 10.9 pc, arXiv:2107.02805v1 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/2107.02805