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| Esta impresión artística muestra el sistema planetario Nu2 Lupi, recientemente explorado por el observador de exoplanetas CHEOPS de la ESA. Crédito: © ESA |
El cazador de exoplanetas por satélite CHEOPS de la Agencia Espacial Europea (ESA), en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) junto a otras instituciones europeas, ha detectado inesperadamente un tercer planeta que pasa por delante de su estrella mientras exploraba dos planetas ya conocidos alrededor de la misma. Este tránsito, según los investigadores, revelará emocionantes detalles sobre un extraño planeta "sin equivalente conocido".
El descubrimiento es uno de los primeros resultados de CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite) y la primera vez que se observa un exoplaneta con un periodo superior a 100 días transitando por una estrella lo suficientemente brillante como para ser visto a simple vista. El descubrimiento se ha publicado en la revista Nature Astronomy.
Esta brillante estrella similar al sol, llamada Nu2 Lupi, se encuentra a poco más de 50 años luz de la Tierra, en la constelación de Lupus. En 2019, HARPS (Buscador de Planetas de Alta Precisión de Velocidad Radial) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile descubrió tres exoplanetas en este sistema (llamados b, c y d) con masas entre las de la Tierra y Neptuno, y con periodos orbitales de 11,6, 27,6 y 107,6 días respectivamente. Posteriormente, el satélite TESS de la NASA, diseñado para detectar planetas en tránsito, descubrió que los dos planetas interiores, b y c, transitan por Nu2 Lupi, lo que la convierte en una de las tres únicas estrellas a simple vista que tienen más de un planeta en tránsito.
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This infographic reveals the details of the Nu2 Lupi planetary system, which was recently explored by ESA’s exoplanet watcher Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite). Credit: ESA, Data: L. Delrez et al (2021) |
"Los sistemas en tránsito como Nu2 Lupi son de gran importancia para entender cómo se forman y evolucionan los planetas, porque podemos comparar con detalle varios planetas alrededor de la misma estrella brillante", explica Laetitia Delrez, investigadora de la Universidad de Lieja (Bélgica) y primera autora del artículo.
"Nuestra idea era seguir los estudios anteriores de Nu2 Lupi y observar los planetas b y c pasando por delante de Nu2 Lupi con CHEOPS, pero durante un tránsito del planeta c nos sorprendió ver un tránsito inesperado del planeta d, que está más lejos dentro del sistema", añade.
Los tránsitos de planetas ofrecen una valiosa oportunidad para estudiar sus atmósferas, sus órbitas, sus tamaños y sus composiciones. Un planeta en tránsito bloquea una proporción minúscula, pero detectable, de la luz de su estrella cuando pasa por delante de ella, y fue esta diminuta caída de la luz la que llevó a los investigadores a su descubrimiento. Dado que los exoplanetas con periodos largos orbitan muy lejos de sus estrellas, la posibilidad de detectar un planeta durante el tránsito es muy pequeña, lo que hace que el hallazgo con CHEOPS sea una verdadera sorpresa.
Utilizando las técnicas de alta precisión de CHEOPS se descubrió que el planeta d tiene unas 2,5 veces el radio de la Tierra, y se confirmó su período orbital alrededor de su estrella de algo más de 107 días. Además, gracias a las observaciones de archivo de los telescopios terrestres, se pudo estimar su masa en 8,8 veces la de la Tierra.
"La cantidad de radiación de la estrella que incide sobre el planeta d es bastante pequeña en comparación con muchos otros exoplanetas conocidos. Si estuviera en nuestro propio sistema solar, Nu2 Lupi d orbitaría entre Mercurio y Venus", afirma Mahmoudreza Oshagh, investigador postdoctoral senior del IAC y coautor del trabajo. "Combinado con su brillante estrella madre, su largo periodo orbital y su situación ideal para el seguimiento, esto significa que el planeta d es muy emocionante: es un objeto excepcional, sin equivalente conocido, y sin duda será un objeto fundamental para futuros estudios."
La mayoría de los exoplanetas en tránsito de largo periodo descubiertos hasta ahora orbitan alrededor de estrellas demasiado débiles para permitir observaciones de seguimiento detalladas, lo que significa que sabemos poco sobre sus propiedades. Sin embargo, Nu2 Lupi es lo suficientemente brillante como para ser un objeto atractivo para otros potentes telescopios espaciales, como el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA, el futuro telescopio espacial James Webb, así como los principales observatorios en tierra. "Dadas sus propiedades generales y su órbita, el planeta d será un objetivo excepcionalmente favorable para estudiar un exoplaneta con una temperatura atmosférica moderada alrededor de una estrella similar al Sol", añade Laetitia Delrez.
Combinando los nuevos datos de CHEOPS con los datos de archivo de otros observatorios, los investigadores descubrieron que el planeta b es principalmente rocoso, mientras que los planetas c y d parecen tener grandes cantidades de agua rodeada de gas hidrógeno y helio. De hecho, los planetas c y d contienen mucha más agua que la Tierra, una cuarta parte de la masa de cada uno de ellos es agua, en comparación con menos del 0,1% en la Tierra. Pero esta agua no es líquida, es hielo a alta presión, o vapor de agua a alta temperatura.
"Aunque ninguno de estos planetas sería habitable, su diversidad hace que el sistema sea muy emocionante y una gran perspectiva de futuro para mostrar cómo se formaron estos cuerpos y cómo han cambiado con el tiempo", explica Enric Pallé, investigador del IAC y coautor del artículo. "También podemos buscar anillos o lunas dentro del sistema Nu2 Lupi, ya que la extrema precisión y estabilidad de CHEOPS podría permitirnos detectar cuerpos cercanos al tamaño de Marte".
CHEOPS está diseñado para recopilar datos de alta precisión de estrellas individuales de las que se sabe que albergan planetas, en lugar de hacer un estudio más general de posibles exoplanetas alrededor de muchas estrellas. Este enfoque y precisión están resultando excepcionalmente útiles para comprender los sistemas planetarios que rodean a las estrellas que nos rodean.
"Estos emocionantes resultados muestran, una vez más, el gran potencial de este satélite", afirma Enric Pallé. CHEOPS no solo nos proporcionará un mejor conocimiento de los exoplanetas conocidos, sino que, como demuestran este resultado y otros de la fase inicial de la misión, nos permitirá descubrir otros nuevos y revelar sus secretos".
Fuentes, créditos y referencias:
“Transit detection of the long-period volatile-rich super-Earth ν2 Lupi d with CHEOPS”, DOI: 10.1038/s41550-021-01381-5