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| Esta es una ilustración artística del mini-Neptuno TOI 560.01, situado a 103 años luz en la constelación de Hidra. El planeta, que orbita muy cerca de su estrella, está perdiendo su atmósfera hinchada y puede acabar transformándose en una supertierra. CRÉDITOS: ARTE: Adam Makarenko (Observatorio Keck) |
Los exoplanetas tienen varios tamaños, desde gigantes gaseosos mayores que Júpiter hasta pequeños planetas rocosos del tamaño de la Tierra o Marte. Recientemente, los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA han identificado dos casos diferentes de planetas "mini-Neptuno".
Estos dos planetas mini-Neptuno -TOI 560.01 (también conocido como HD 73583b) y HD 63433c- se encuentran a sus atmósferas hinchadas y probablemente se transforman en super-Tierras. Ambos planetas se encuentran en el sistema estelar llamado TOI 560, situado a 103 años luz de distancia.
Utilizaron el Observatorio W. M. Keck de Hawai para estudiar uno de los dos planetas mini-Neptuno del sistema estelar. Descubrieron que los planetas están perdiendo su atmósfera debido a la radiación de las estrellas. La radiación de su estrella hace que un gas caliente salga como el vapor de una olla de agua hirviendo. Esto sugiere que podrían estar convirtiéndose en supertierras.
Michael Zhang, autor principal de ambos estudios y estudiante de posgrado en Caltech, dijo: "La mayoría de los astrónomos sospechaban que los mini-Neptunos jóvenes debían tener atmósferas que se evaporaban. Pero nadie había detectado uno en proceso de hacerlo hasta ahora".
La profesora de ciencia planetaria Heather Knutson, del Caltech, asesora de Zhang y coautora del estudio, dijo: "Esto fue inesperado, ya que la mayoría de los modelos predicen que el gas debe fluir lejos de la estrella. Todavía tenemos mucho que aprender sobre cómo funcionan estos flujos de salida en la práctica".
Los astrónomos pudieron detectar las atmósferas en fuga observando a los mini-Neptunos cruzar por delante de sus estrellas anfitrionas, o transitar por ellas. Los planetas no pueden verse directamente, pero cuando pasan por delante de sus estrellas, tal y como se ve desde nuestro punto de vista en la Tierra, los telescopios pueden buscar la absorción de la luz estelar por los átomos de las atmósferas de los planetas.
En el caso del mini-Neptuno TOI 560.01, los científicos hallaron firmas de helio. En el caso del sistema estelar HD 63433, encontraron firmas de hidrógeno en el planeta más exterior que estudiaron, llamado HD 63433c, pero no en el planeta interior, HD 63433b.
Según Zhang, "el planeta interior puede haber perdido ya su atmósfera".
"La velocidad de los gases proporciona la evidencia de que las atmósferas están escapando. El helio observado alrededor de TOI 560.01 se mueve hasta 20 kilómetros por segundo, mientras que el hidrógeno alrededor de HD 63433c se mueve hasta 50 kilómetros por segundo. La gravedad de estas mini-Neptunas no es lo suficientemente fuerte como para retener un gas que se mueve tan rápido. La extensión de los flujos de salida alrededor de los planetas también indica la existencia de atmósferas de escape; el capullo de gas alrededor de TOI 560.01 es al menos 3,5 veces mayor que el radio del planeta, y el capullo alrededor de HD 63433c es al menos 12 veces mayor que el radio del planeta."
En esta animación artística se muestra al mini-Neptuno TOI 560.01 transformándose en una super-Tierra. El planeta tiene unas 2,8 veces el tamaño de la Tierra y posee una atmósfera hinchada, compuesta principalmente por hidrógeno y helio. Las observaciones realizadas con el Observatorio W. M. Keck de Hawaii revelaron que el helio se está escapando del planeta. Los científicos afirman que el planeta podría perder la mayor parte de su atmósfera después de varios cientos de millones de años, dejando atrás un tipo de planeta rocoso de gran tamaño llamado supertierra.
CRÉDITOS: Adam Makarenko (Observatorio Keck)
Knutson dijo: "Como científicos de exoplanetas, hemos aprendido a esperar lo inesperado. Estos mundos exóticos nos sorprenden constantemente con una nueva física que va más allá de lo que observamos en nuestro sistema solar."
"Este último descubrimiento de dos mini-Neptunos con atmósferas en fuga representa la primera evidencia directa que apoya la teoría de que los mini-Neptunos se están convirtiendo realmente en super-Tierras".
Fuentes, créditos y referencias:
Michael Zhang et al, Escaping Helium from TOI 560.01, a Young Mini-Neptune, The Astronomical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac3fa7
Michael Zhang et al, Detection of Ongoing Mass Loss from HD 63433c, a Young Mini-Neptune, The Astronomical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac3f3b