Un nuevo exoplaneta rodea a su estrella en una semana

Comprender cómo se forman los planetas es uno de los principales desafíos que afrontan los científicos al poner en contexto el nuestro y otros sistemas planetarios. Se cree que los planetas se forman a partir de las nubes de gas y polvo en forma de disco que rodean a las estrellas recién nacidas, pero este proceso nunca se ha observado con detalle. Los astrónomos normalmente solo observan los exoplanetas después de que ya se han formado y tienen que deducir los caminos que llevaron a sus estados finales.

Durante más de una década, los astrónomos han estado buscando planetas que orbiten alrededor de AU Microscopii, una estrella cercana que todavía está rodeada por un disco de escombros procedentes de su formación. Ahora los científicos que utilizan los datos del satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, y del ahora retirado Telescopio Espacial Spitzer, informan del descubrimiento de un planeta del tamaño de Neptuno que rodea a la joven estrella en poco más de una semana.

El nuevo planeta, AU Mic b, está situado a 31,9 años-luz de distancia en la constelación sureña de Microscopium y se describe en un artículo publicado en la revista Nature. El sistema, conocido como AU Mic para abreviar, proporciona un laboratorio único para estudiar cómo se forman, evolucionan e interactúan los planetas y sus atmósferas con sus estrellas.

“AU Mic es una joven y cercana estrella enana de tipo M. Está rodeada por un vasto disco de escombros en el que se han rastreado acumulaciones de polvo en movimiento. Ahora, gracias a TESS y Spitzer, parece tener un planeta, gracias a una medición directa de su tamaño”, dijo el co-autor Bryson Cale, un estudiante de doctorado en la Universidad George Mason en Fairfax, Virginia.

“Encontrar un ‘eslabón perdido’ como el planeta que orbita alrededor de AU Mic, esencialmente atrapado durante su acto de formación, es extremadamente raro”, dijo el co-autor Stephen Kane, profesor asociado del Departamento de Ciencias Terrestres y Planetarias de la Universidad de California, Riverside. “Lo que lo hace especialmente raro es que también transita (cruza) frente a su estrella, por lo que podemos medir el radio así como la masa, lo que nos lleva a una estimación de la densidad aparente del planeta y su probable composición”.

“Este descubrimiento formará la base de muchos años de estudios observacionales y teóricos sobre las primeras etapas de la formación del planeta”, añadió Kane, quien ayudó a desarrollar el instrumento que midió la masa del exoplaneta y fue parte del equipo de TESS que descubrió su tránsito.

AU Mic es una fría estrella enana roja con una edad estimada de entre 20 y 30 millones de años, lo que la convierte en un bebé estelar en comparación con nuestro Sol, que es al menos 150 veces mayor. El exoplaneta AU Mic b casi abraza a su estrella, completando una órbita cada ocho días y medio. Pesa menos de 58 veces la masa de la Tierra, lo que lo coloca en la categoría de los mundos similares a Neptuno.

“Creemos que AU Mic b se formó lejos de la estrella y que emigró hacia su órbita actual, algo que puede suceder cuando los planetas interactúan gravitacionalmente con un disco de gas o con otros planetas”, dijo el coautor Thomas Barclay, un científico investigador asociado de la Universidad de Maryland, en el condado de Baltimore, y científico asociado del proyecto TESS en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Cuando un exoplaneta cruza frente a su estrella desde nuestra perspectiva, un evento llamado tránsito, su paso causa una marcada disminución del brillo de la estrella. TESS monitoriza grandes franjas del cielo, llamadas sectores, durante 27 días seguidos. Durante esta prolongada mirada, las cámaras de la misión regularmente capturan instantáneas que permiten a los científicos rastrear los cambios en el brillo estelar.

Las disminuciones regulares en el brillo de una estrella señalan la posibilidad de un exoplaneta en tránsito. Normalmente, se necesitan al menos dos tránsitos observados para reconocer la presencia de un exoplaneta.

“Por suerte, el segundo de los tres tránsitos observados por el TESS ocurrió cuando la nave espacial estaba cerca de su punto más cercano a la Tierra. En esos momentos, TESS no estaba observando porque estaba ocupada enviando todos los datos almacenados”, dijo la coautora Diana Dragomir, profesora asistente de investigación en la Universidad de Nuevo México en Albuquerque. “Para llenar el hueco, nuestro equipo obtuvo tiempo de observación en el Spitzer, lo que permitió capturar dos tránsitos adicionales en 2019 y nos permitió confirmar el período orbital del AU Mic b”.

Debido a que la cantidad de luz bloqueada por un tránsito depende del tamaño del planeta y de la distancia orbital, los tránsitos de TESS y Spitzer proporcionan una medida directa del tamaño del AU Mic b. El análisis de estas mediciones muestra que el exoplaneta es un 8% más grande que Neptuno.

AU Mic b podría no ser el único exoplaneta que orbita su estrella.

“Hay un evento de tránsito candidato adicional que se ve en los datos del TESS, y se espera que el vehículo vuelva a visitar AU Mic a finales de este año, durante la ampliación de su misión”, dijo el autor principal Peter Plavchan, profesor asistente de física y astronomía en George Mason. “Continuamos monitoreando la estrella con mediciones precisas de velocidad radial, así que manténganse alerta”. (Fuente: NCYT Amazings)