El nuevo telescopio de búsqueda de planetas de la NASA, TESS (Satélite de prospección de exoplanetas en tránsito), acaba de encontrar su primer mundo del tamaño de la Tierra. Aunque el planeta del tamaño de la Tierra, y su ardiente compañero sub-Neptuno, fueron observados por primera vez por TESS en enero de 2019, se tomó hasta ahora para confirmar su estado con observaciones de seguimiento en tierra. El descubrimiento se publica en The Astrophysical Journal Letters.
Cuando se planeó TESS, la idea era encontrar los exoplanetas más prometedores cerca de las estrellas más cercanas y brillantes. Esto facilitaría las observaciones de seguimiento. Los científicos calcularon que TESS encontraría unos 300 exoplanetas del tamaño de la Tierra o Super-Tierra en su misión de dos años. Así que encontrar el primero es un gran problema.
TESS tiene la tarea de encontrar exoplanetas, pero no cualquier exoplaneta. La idea detrás de la misión era encontrar las más pequeñas del tamaño de la Tierra. El predecesor de TESS, el telescopio espacial Kepler, encontró muchos exoplanetas, pero la mayoría de ellos eran mucho más grandes que la Tierra. Eso tiene sentido ya que los más grandes son más fáciles de encontrar.
"Es tan emocionante que TESS, que se lanzó hace aproximadamente un año, ya cambia las reglas del juego en el negocio de la caza de planetas".
Johanna Teske, Carnegie Institution for Science.
"Es tan emocionante que TESS, que se lanzó hace casi un año, ya cambia las reglas del juego en la búsqueda de planetas", dijo Johanna Teske del Carnegie Science Institute, quien es la segunda autora del artículo. "La nave espacial examina el cielo y colaboramos con la comunidad de seguimiento de TESS para marcar objetivos potencialmente interesantes para observaciones adicionales utilizando telescopios e instrumentos terrestres".
Ambos planetas recién descubiertos están orbitando una estrella naranja de secuencia principal llamada HD 21749, a unos 53 años luz de la Tierra, y alrededor del 70% de la masa del Sol. Los dos planetas son los únicos planetas conocidos en ese sistema solar. El tamaño de la Tierra se llama HD 21749c, y el planeta sub-Neptuno caliente se llama HD 21749b.
El Instituto Carnegie para la Ciencia ocupa un lugar destacado en este descubrimiento porque son parte del consorcio que opera el Observatorio Las Campanas en Chile, donde se encuentran los telescopios de Magallanes. El telescopio Magellan II tiene un instrumento único adjunto llamado PFS, o Planet Finder Spectrograph, que fue desarrollado y pionero por científicos involucrados en este estudio. El PFS ayudó a confirmar estos dos planetas, y también midió la masa de HD 21749b, el sub-Neptuno.
El equipo utilizó el PFS para verificar los descubrimientos de TESS porque el PFS se basa en el método de velocidad radial, que actualmente es la única forma de determinar la masa de un exoplaneta individual. Y si no conoce la masa, entonces no puede determinar la densidad o composición del planeta.
El PFS se basa en la gravedad para medir la masa de un exoplaneta. La estrella, en este caso HD 21749, ejerce una fuerte influencia en los planetas que la orbitan. Pero la gravedad funciona en ambos sentidos. La atracción gravitacional del planeta imparte un ligero bamboleo a la estrella, que PFS puede detectar. Cuanto más grande es el bamboleo de la estrella anfitriona, más masivo es el planeta.
"PFS es uno de los únicos instrumentos en el hemisferio sur que puede hacer este tipo de mediciones", agregó Teske. "Por lo tanto, será una parte muy importante para caracterizar aún más los planetas encontrados por la misión TESS".
Diferentes métodos de observación encuentran diferentes tipos de planetas. Cada método está sesgado a su manera, y los científicos lo saben y lo planean. En el caso de TESS, fue diseñado para encontrar planetas que orbitan su estrella relativamente rápido, generalmente en menos de 10 días. Cuando lo piensas, puedes ver por qué.
"Hubo bastante trabajo de detective involucrado, y las personas adecuadas estaban allí en el momento correcto".
Diana Dragomir, autora principal, Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT
Si un planeta tarda un tiempo extraordinariamente largo en orbitar su estrella, como Urano, por ejemplo, que tarda 84 años en orbitar el Sol, entonces es posible que tenga que mirar la estrella que orbita durante mucho tiempo antes de poder detectarla. Si solo toma 10 días, no tiene que atar los recursos de observación por mucho tiempo para detectarlo.
En este descubrimiento, HD 21749b, tiene el período orbital más largo de cualquiera de los exoplanetas TESS hasta el momento, aproximadamente 36 días. Debido a la forma en que funciona TESS, eso dificultaba discernir el sub-Neptuno en los datos.
"Hubo bastante trabajo de detective involucrado, y las personas adecuadas estaban allí en el momento correcto", dijo la autora principal Diana Dragomir del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. "Pero tuvimos suerte, y captamos las señales, y fueron muy claras".
El sub-Neptuno, HD 21749b, tiene aproximadamente 23 veces la masa de la Tierra y su radio es aproximadamente 2,7 veces el de la Tierra. La densidad medida sugiere que el planeta no es rocoso y que tiene una atmósfera sustancial. Esto podría ayudar a los astrónomos a comprender las atmósferas en este tipo de planetas.
Pero aunque el descubrimiento bajo Neptuno es emocionante por razones científicas, su hermano HD 21749c podría ser más emocionante. Tarda solo ocho días en orbitar la estrella, y está mucho más cerca del tamaño de la Tierra. Sin embargo, medir la masa y la densidad de este planeta no será fácil.
"Medir la masa exacta y la composición de un planeta tan pequeño será un desafío, pero importante para comparar HD 21749c con la Tierra", dijo Sharon Wang, uno de los autores del artículo. "El equipo de PFS de Carnegie continúa recopilando datos sobre este objeto con este objetivo en mente".
"Para las estrellas que están muy cerca y son muy brillantes, esperábamos encontrar hasta un par de docenas de planetas del tamaño de la Tierra".
Diana Dragomir, autora principal, Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT
TESS permitirá a los astrónomos realizar mediciones más precisas que Kepler. Con TESS, deberían poder medir una masa de exoplanetas, composición atmosférica y otras propiedades. Aunque los exoplanetas, y los exoplanetas más pequeños del tamaño de la Tierra, no son raros en la Vía Láctea, todavía tenemos mucho que aprender sobre ellos.
Todavía no podemos describir con precisión su diversidad. Todavía estamos en el principio, lo cual es emocionante, y esa emoción aumenta a medida que TESS hace su trabajo.
"Para las estrellas que están muy cerca y son muy brillantes, esperábamos encontrar hasta un par de docenas de planetas del tamaño de la Tierra", dijo Dragomir. "Y aquí estamos, este sería nuestro primero, y es un hito para TESS. Establece el camino para encontrar planetas más pequeños alrededor de estrellas aún más pequeñas, y esos planetas pueden ser potencialmente habitables ".
Fuentes:
- Documento de investigación: TESS ENTREGA SU PRIMER PLANETA DEL TAMAÑO DE LA TIERRA Y UN SUBNEPTUNO CÁLIDO
- Comunicado de prensa: TESS encuentra su primer planeta del tamaño de la Tierra
- NASA: Página de inicio de TESS
