La búsqueda de planetas extrasolares ha arrojado algunos descubrimientos muy interesantes. Aparte de los planetas que son versiones más masivas de sus contrapartes solares (también conocidos como Super-Júpiter y Super-Tierras), ha habido muchos planetas que se extienden a horcajadas entre las clasificaciones. Y luego hubo momentos en que las observaciones de seguimiento condujeron al descubrimiento de múltiples sistemas planetarios.
Este fue ciertamente el caso cuando se trataba de K2-18, un sistema estelar enano rojo ubicado a unos 111 años luz de la Tierra en la constelación de Leo. Utilizando el buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión de ESO (HARPS), un equipo internacional de astrónomos recientemente examinó un exoplaneta descubierto en este sistema (K2-18b) cuando notaron la existencia de un segundo exoplaneta.
El estudio que detalla sus hallazgos - "Caracterización del sistema multiplanetario K2-18 con HARPS" - se publicará en la revista Astronomía y Astrofísica. La investigación fue apoyada por el Consejo de Ciencias Naturales e Investigación de Canadá (NSERC) y el Instituto de Investigación sobre Exoplanetas, un consorcio de científicos y estudiantes de la Universidad de Montreal y la Universidad McGill.
Dirigido por Ryan Cloutier, un estudiante de doctorado en el Centro para la Ciencia del Planeta de la Universidad de Toronto y el Instituto de Investigación sobre Exoplanetas de la Universidad de Montreal (iREx), el equipo incluyó miembros de la Universidad de Ginebra, la Universidad de Grenoble Alpes y la Universidad de Oporto Juntos, el equipo realizó un estudio de K2-18b con la esperanza de caracterizar este exoplaneta y determinar su verdadera naturaleza.
Cuando se descubrió K2-18b por primera vez en 2015, se descubrió que orbitaba dentro de la zona habitable de la estrella (también conocida como "Zona Ricitos de Oro"). El equipo responsable del descubrimiento también determinó que dada su distancia de su estrella, la superficie de K2-18b recibió cantidades similares de radiación que la Tierra. Sin embargo, las estimaciones iniciales del tamaño del planeta dejaron a los astrónomos inciertos sobre si el planeta era una Súper Tierra o una mini Neptuno.
Por esta razón, Cloutier y su equipo buscaron caracterizar la masa del planeta, un paso necesario para determinar sus propiedades atmosféricas y su composición a granel. Con este fin, obtuvieron mediciones de velocidad radial de K2-18 utilizando el espectrógrafo HARPS. Estas medidas les permitieron colocar restricciones de masa en exoplanetas descubiertos previamente, pero también revelaron algo extra.
Como Ryan Cloutier explicó en un comunicado de prensa de UTSc:
“Poder medir la masa y la densidad de K2-18b fue tremendo, pero descubrir un nuevo exoplaneta fue afortunado e igualmente emocionante ... Si puedes obtener la masa y el radio, puedes medir la densidad aparente del planeta y eso puede decir de qué está hecha la mayor parte del planeta ".
Esencialmente, sus mediciones de velocidad radial revelaron que K2-18b tiene una masa de aproximadamente 8.0 ± 1.9 masas terrestres y una densidad aparente de 3.3 ± 1.2 g / cm³. Esto es consistente con un planeta terrestre (también conocido como rocoso) con una envoltura gaseosa significativa y una fracción de masa de agua que es igual o inferior al 50%. En otras palabras, es una Súper Tierra con una pequeña atmósfera gaseosa (como la Tierra) o un "mundo acuático" con una gruesa capa de hielo en la parte superior.
También encontraron evidencia de una segunda Súper Tierra "cálida" llamada K2-18c, que tiene una masa de 7.5 ± 1.3 masas terrestres, un período orbital de 9 días y un eje semi-mayor aproximadamente 2.4 veces más pequeño que K2-18b. Después de volver a examinar las curvas de luz originales obtenidas de K2-18, concluyeron que K2-18c no se detectó porque tiene una órbita que no se encuentra en el mismo plano. Como Cloutier describió el descubrimiento:
“Cuando arrojamos por primera vez los datos sobre la mesa, estábamos tratando de descubrir qué era. Debes asegurarte de que la señal no sea solo ruido, y debes hacer un análisis cuidadoso para verificarla, pero ver que la señal inicial era una buena indicación de que había otro planeta ... No fue un momento eureka porque todavía teníamos que irnos a través de una lista de verificación de cosas que hacer para verificar los datos. Una vez que se revisaron todas las cajas, se hundió en eso, wow, esto en realidad es un planeta ".
Desafortunadamente, el K2-18c recientemente descubierto orbita demasiado cerca de su estrella para que esté dentro de su zona habitable. Sin embargo, la probabilidad de que K2-18b sea habitable sigue siendo probable, aunque depende de su composición en masa. Al final, este sistema se beneficiará de encuestas adicionales que probablemente involucrarán al Telescopio Espacial James Webb de la NASA (JWST), que se lanzará en 2019.
Estas encuestas esperan resolver los últimos misterios sobre este planeta, que es si es como la Tierra o un "mundo del agua". "Con los datos actuales, no podemos distinguir entre esas dos posibilidades", dijo Cloutier. "Pero con el telescopio espacial James Webb (JWST) podemos explorar la atmósfera y ver si tiene una atmósfera extensa o si es un planeta cubierto de agua".
Como René Doyon, el investigador principal de la cámara de imágenes de infrarrojo cercano y el espectrógrafo de hendiduras (NIRISS), el instrumento de la Agencia Espacial Canadiense a bordo del JWST y un coautor del artículo, explicaron:
"Hay mucha demanda para usar este telescopio, por lo que debes ser meticuloso al elegir qué exoplanetas mirar. K2-18b es ahora uno de los mejores objetivos para el estudio atmosférico, va al primer puesto de la lista ".
El descubrimiento de esta segunda Súper Tierra en el sistema K2-18 es otra indicación de cuán prevalentes son los sistemas de varios planetas alrededor de las estrellas tipo M (enana roja). La proximidad de este sistema, que tiene al menos un planeta con una atmósfera espesa, también lo hace adecuado para estudios que enseñarán a los astrónomos más sobre la naturaleza de las atmósferas de exoplanetas.
¡Espere escuchar más sobre esta estrella y su sistema planetario en los próximos años!
