Sistema planetario cercano podría albergar una super-Tierra habitable, dicen los astrónomos
por Michelle Starr
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Impresión artística de L 98-59 b. (ESO / M. Kornmesser) |
Se ha descubierto que una estrella a solo 35 años luz de distancia alberga una serie de exoplanetas rocosos, y una que tiene buenas posibilidades de habitabilidad.
Alrededor de la enana roja L 98-59 orbitan al menos cuatro planetas, y el sistema parece fascinante. Nuevas observaciones confirman lo que ya habían sugerido investigaciones anteriores: la existencia de un mundo terrestre con la mitad de la masa de Venus.
Pero las nuevas observaciones también revelan nuevos mundos en el mismo sistema, incluido un planeta oceánico, y lo que parece ser un estallido de una súper Tierra en el medio de la zona habitable de la estrella.
"El planeta en la zona habitable puede tener una atmósfera que podría proteger y sustentar la vida", dijo la astrofísica María Rosa Zapatero Osorio, del Centro de Astrobiología de España.
Los descubrimientos marcan un hito bastante grande, no solo en nuestra búsqueda de mundos potencialmente habitables, sino también en nuestra búsqueda de exoplanetas rocosos como la Tierra, Marte y Venus, ya que la pequeña mitad Venus representa un avance técnico.
Es el exoplaneta menos masivo jamás medido al examinar su efecto gravitacional sobre la posición de la estrella.
Aunque hay potencialmente muchos más exoplanetas en la Vía Láctea que estrellas, hasta la fecha solo hemos encontrado e identificado de manera concluyente algunos miles de ellos.
Eso es porque son mucho más pequeños, más tenues y más difíciles de ver. Por lo tanto, nuestros métodos más prolíficos funcionan mejor en exoplanetas más masivos que están relativamente cerca de sus estrellas.
La mayoría de los exoplanetas se descubren mediante el método de tránsito. Aquí es donde un telescopio como Kepler o TESS (o, en el caso de la investigación inicial del L 98-95, el Espectrógrafo Buscador de Planetas Carnegie) mira fijamente un parche de cielo y busca caídas regulares y repetidas en la luz de las estrellas mientras un exoplaneta en órbita transita entre nosotros y la estrella anfitriona.
El método de velocidad radial, por otro lado, busca cambios en la posición de una estrella. Esto se debe a que los planetas ejercen una atracción gravitacional muy pequeña sobre sus estrellas, lo que hace que se muevan un poco en una órbita mutua (el Sol también lo hace). Cuanto más masivo es el exoplaneta, más pronunciada es la señal.
El sistema L 98-59 fue descubierto en 2019, con tres planetas orbitando la estrella, utilizando el telescopio espacial de caza de exoplanetas TESS, que se basa en el método de tránsito. Esto puede proporcionar cierta información sobre los exoplanetas en sí, como una estimación aproximada del tamaño basada en la cantidad en que se atenúa la luz de las estrellas.
Las mediciones de velocidad radial pueden agregar más información. Según cuánto se mueve la estrella, los astrónomos pueden calcular la masa del exoplaneta. Una vez que conocen la masa y el tamaño de un planeta, pueden calcular su densidad, lo que significa que podemos hacer un buen esfuerzo para determinar su composición: los exoplanetas más densos son probablemente rocosos, mientras que los más esponjosos probablemente sean gaseosos.
"Si queremos saber de qué está hecho un planeta, lo mínimo que necesitamos es su masa y su radio", explicó el astrónomo Olivier Demangeon de la Universidad de Porto en Portugal.
Un equipo de astrónomos dirigido por Demangeon utilizó el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral para realizar mediciones de la velocidad radial de la estrella L 98-59. Confirmaron que el exoplaneta más interno, L 98-59 b, tenía aproximadamente la mitad de la masa de Venus y es probablemente rocoso.
El segundo exoplaneta más interno, 1,4 veces el tamaño de la Tierra, también es probablemente rocoso.
El tercer exoplaneta tiene aproximadamente 1,5 veces el tamaño y el doble de la masa de la Tierra, con un perfil de densidad, encontraron los investigadores, que sugiere un alto contenido de agua. Hasta el 30 por ciento de la masa del exoplaneta podría ser agua, lo que lo convertiría en un mundo oceánico.
Sorprendentemente, las mediciones de velocidad radial del equipo registraron dos señales periódicas que no coincidían con ninguno de los exoplanetas conocidos. Estos sugirieron dos exoplanetas más en el sistema que no orbitan en el mismo plano que los demás, por lo que en realidad no transitan.
El primero tiene una masa de alrededor de tres veces la de la Tierra y un período orbital de unos 12,8 días. Sin embargo, la segunda detección, más tentativa, es realmente interesante.
"Tenemos indicios de la presencia de un planeta terrestre en la zona habitable de este sistema", dijo Demangeon.
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Comparación de las temperaturas de L 98-59 y el Sistema Solar. (ESO / L. Calçada / M. Kornmesser) |
El quinto exoplaneta, si se puede confirmar, parece registrar 2,46 veces la masa de la Tierra, con un período orbital de unos 23 días. Esto puede parecer demasiado cercano para la comodidad, pero debido a que las estrellas enanas rojas son mucho más frías que el Sol, esto significa que el exoplaneta estaría a una distancia templada de la estrella, ni demasiado caliente (ni demasiado frío) para sustentar la vida tal como la conocemos.
Desafortunadamente, necesitaríamos un tránsito para poder ver si el exoplaneta tiene atmósfera, lo que significa que no es un gran candidato para un estudio de seguimiento en la búsqueda de habitabilidad.
Hubble encuentra la primera evidencia de vapor de agua en la luna de Júpiter, Ganímedes
Por primera vez, los astrónomos han descubierto evidencia de vapor de agua en la atmósfera de Ganímedes, la luna de Júpiter. Este vapor de agua se forma cuando el hielo de la superficie de la luna se sublima, es decir, pasa de sólido a gas.
Los científicos utilizaron conjuntos de datos nuevos y de archivo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA para hacer el descubrimiento, publicado en la revista Nature Astronomy.
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Esta imagen presenta la luna de Júpiter, Ganímedes, vista por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA en 1996. Ganímedes se encuentra a 500 millones de millas (más de 600 millones de km) de distancia, y el Hubble puede seguir los cambios en la luna y revelar otras características en las longitudes de onda en el ultravioleta y el infrarrojo cercano. Los astrónomos ahora han utilizado conjuntos de datos nuevos y de archivo del Hubble para revelar evidencia de vapor de agua en la atmósfera de la luna de Júpiter, Ganímedes, por primera vez, que está presente debido al escape térmico de vapor de agua de la superficie helada de la luna. Créditos: NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder) |
Investigaciones anteriores han ofrecido evidencia circunstancial de que Ganímedes, la luna más grande del sistema solar, contiene más agua que todos los océanos de la Tierra. Sin embargo, las temperaturas son tan frías que el agua en la superficie se congela. El océano de Ganímedes residiría aproximadamente a 100 millas por debajo de la corteza; por lo tanto, el vapor de agua no representaría la evaporación de este océano.
Los astrónomos volvieron a examinar las observaciones del Hubble de las últimas dos décadas para encontrar esta evidencia de vapor de agua.
En 1998, el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble tomó las primeras imágenes ultravioleta (UV) de Ganímedes, que revelaron cintas de colores de gas electrificado llamadas bandas aurorales, y proporcionó más evidencia de que Ganímedes tiene un campo magnético débil.
Las similitudes en estas observaciones UV se explicaron por la presencia de oxígeno molecular (O2). Pero algunas características observadas no coincidieron con las emisiones esperadas de una atmósfera de O2 puro. Al mismo tiempo, los científicos concluyeron que esta discrepancia probablemente estaba relacionada con concentraciones más altas de oxígeno atómico (O).
Como parte de un gran programa de observación para apoyar la misión Juno de la NASA en 2018, Lorenz Roth del KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo, Suecia, dirigió el equipo que se propuso medir la cantidad de oxígeno atómico con el Hubble. El análisis del equipo combinó los datos de dos instrumentos: el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos del Hubble en 2018 e imágenes de archivo del Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) de 1998 a 2010.
Para su sorpresa, y contrariamente a las interpretaciones originales de los datos de 1998, descubrieron que apenas había oxígeno atómico en la atmósfera de Ganímedes. Esto significa que debe haber otra explicación para las aparentes diferencias en estas imágenes de auroras UV.
Luego, Roth y su equipo observaron más de cerca la distribución relativa de la aurora en las imágenes UV. La temperatura de la superficie de Ganímedes varía mucho a lo largo del día, y alrededor del mediodía cerca del ecuador puede calentarse lo suficiente como para que la superficie del hielo libere (o sublime) algunas pequeñas cantidades de moléculas de agua. De hecho, las diferencias percibidas en las imágenes UV están directamente correlacionadas con el lugar donde se esperaría agua en la atmósfera de la luna.
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En 1998, el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble tomó estas primeras imágenes ultravioleta de Ganímedes, que revelaron un patrón particular en las emisiones observadas de la atmósfera de la luna. La luna muestra bandas de auroras que son algo similares a los óvalos de auroras observados en la Tierra y otros planetas con campos magnéticos. Esta fue una evidencia ilustrativa del hecho de que Ganímedes tiene un campo magnético permanente. Las similitudes en las observaciones ultravioleta se explicaron por la presencia de oxígeno molecular. Las diferencias se explicaron en ese momento por la presencia de oxígeno atómico, que produce una señal que afecta más a un color UV que al otro. Créditos: NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH) |
"Hasta ahora sólo se había observado el oxígeno molecular", explicó Roth. "Esto se produce cuando las partículas cargadas erosionan la superficie del hielo. El vapor de agua que medimos ahora se origina por la sublimación del hielo causada por el escape térmico del vapor de agua de las regiones cálidas y heladas".
Este hallazgo agrega anticipación a la próxima misión de la ESA (Agencia Espacial Europea), JUICE, que significa JUpiter ICy moons Explorer. JUICE es la primera misión a gran escala del programa Cosmic Vision 2015-2025 de la ESA. Planeado para su lanzamiento en 2022 y su llegada a Júpiter en 2029, pasará al menos tres años haciendo observaciones detalladas de Júpiter y tres de sus lunas más grandes, con especial énfasis en Ganímedes como cuerpo planetario y hábitat potencial.
Ganimedes fue identificado para una investigación detallada porque proporciona un laboratorio natural para el análisis de la naturaleza, la evolución y la habitabilidad potencial de los mundos helados en general, el papel que desempeña dentro del sistema de satélites galileanos y sus interacciones magnéticas y de plasma únicas con Júpiter y sus medio ambiente.
"Nuestros resultados pueden proporcionar a los equipos de instrumentos de JUICE información valiosa que se puede utilizar para refinar sus planes de observación para optimizar el uso de la nave espacial", agregó Roth.
En este momento, la misión Juno de la NASA está observando de cerca a Ganímedes y recientemente lanzó nuevas imágenes de la luna helada. Juno ha estado estudiando Júpiter y su entorno, también conocido como sistema joviano, desde 2016.
Comprender el sistema joviano y desentrañar su historia, desde su origen hasta la posible aparición de entornos habitables, nos proporcionará una mejor comprensión de cómo se forman y evolucionan los planetas gigantes gaseosos y sus satélites. Además, es de esperar que se encuentren nuevos conocimientos sobre la habitabilidad de los sistemas exoplanetarios similares a Júpiter.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.
Modificado por orbitaceromendoza
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