Un equipo de científicos creen haber descubierto un elusivo mundo oceánico que orbita alrededor de una estrella similar al Sol. Este singular planeta se encuentra a 245 años luz, y podría ser la clave para desentrañar un misterio planetario.

El exoplaneta TOI-733b tiene un radio dos veces inferior al de la Tierra y orbita alrededor de una estrella un poco más pequeña que el Sol, con un periodo de 4.9 días. Las mediciones de su densidad sugieren que podría haber perdido su atmósfera o ser un mundo acuático cubierto de océanos.

A una proximidad orbital tan cercana, es probable que el calor de la estrella esté evaporando la atmósfera de TOI-733b, lo que significa que, en relativamente poco tiempo, podría transformarse en una pequeña roca desnuda.

Esto, según un equipo de astrónomos dirigido por Iskra Georgieva, de la Chalmers University of Technology (Suecia), podría ayudar a los científicos a resolver una curiosa laguna en el registro de exoplanetas: por qué hay tan pocos mundos entre 1.5 y 2 radios terrestres.

Un nuevo exoplaneta a la lista

Desde que se descubrieron los primeros exoplanetas en la década de 1990, hemos vivido una especie de boom del descubrimiento de exoplanetas. En el momento de escribir estas líneas, se han descubierto y confirmado más de 5.300 exoplanetas, además de otros miles de candidatos. Todo esto significa que podemos empezar a ver surgir algunos patrones.

Algunos de esos patrones se deben a la forma en que buscamos exoplanetas. Los dos métodos principales son los tránsitos y la velocidad radial.

Un tránsito observa los débiles cambios en la luz de la estrella cuando un exoplaneta en órbita pasa entre nosotros y la estrella. Las mediciones de la velocidad radial buscan los pequeños cambios en la longitud de onda de la luz estelar cuando la estrella es atraída por la gravedad del exoplaneta.

Ambos métodos son mejores para detectar mundos más grandes en órbitas cercanas, por lo que constituyen la mayoría de los exoplanetas que hemos encontrado.

Pero la tecnología humana no puede explicar otros patrones. Un ejemplo flagrante es el valle de radios de planetas pequeños. Hemos encontrado muy pocos mundos entre la categoría de exoplanetas super-Tierra, de hasta 1.5 radios terrestres, y los mini-Neptunos, de más de 2 radios terrestres.

Se desconoce la razón de esta diferencia, pero recientemente se ha empezado a demostrar la existencia de mini-Neptunos cada vez más pequeños: mundos situados en la parte superior del valle del radio que pierden sus atmósferas bajo el calor abrasador de sus estrellas, convirtiéndose en núcleos más pequeños, desnudos y despojados en la parte inferior del valle del radio.

Sin embargo, no está del todo claro si es la estrella la que provoca la pérdida de masa o si se trata de un proceso interno, impulsado por el calor que escapa del núcleo del exoplaneta.

Develando el misterio de los exoplanetas

Los exoplanetas que se encuentran dentro del valle de radio son la clave para desvelar el misterio. Si podemos encontrar un número significativo de mundos que estén experimentando este proceso, los astrónomos planetarios podrán analizarlos para tratar de entender mejor por qué hay un hueco tan extraño en el tamaño de los exoplanetas.

Georgieva y su equipo encontraron un exoplaneta en órbita en los datos recogidos por el telescopio de caza de exoplanetas TESS de NASA, y utilizaron el espectrógrafo del High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) del telescopio de 3.6 metros La Silla de ESO para medir sus características.

Los datos de tránsito del TESS revelaron el periodo orbital del exoplaneta, situándolo lo suficientemente cerca para la fotoevaporación. Pero los datos de tránsito no sólo revelan el periodo orbital. Si se conoce el brillo intrínseco de una estrella, la cantidad de luz bloqueada por el tránsito de un exoplaneta permite a los astrónomos conocer el radio de dicho exoplaneta.

Esto permitió medir 1.99 radios terrestres. Y el espectrógrafo HARPS midió la velocidad radial de la estrella. De nuevo, esto puede ayudar a medir el exoplaneta. Si se conoce la masa de la estrella, el movimiento de ésta al interactuar gravitatoriamente con el exoplaneta puede indicar cuál es la masa del exoplaneta. En este caso, esa masa era de 5.72 masas terrestres.

TOI-733b, ¿un mundo oceánico?

Crédito de imagen: depositphotos.com

La masa y el radio pueden combinarse para obtener la densidad, a partir de la cual puede deducirse la composición. TOI-733b tiene una densidad de 3.98 gramos por centímetro cúbico. Es un poco más que la densidad de Marte y menos que la de la Tierra, que es de 5.51 gramos por centímetro cúbico.

No sabemos con exactitud de qué está hecho TOI-733b, pero el equipo realizó una modelización y descubrió que, si el exoplaneta llegó a tener una atmósfera de hidrógeno y helio similar a la de Neptuno, probablemente ya la haya perdido. Sin embargo, si éste era el caso, el exoplaneta reformó una atmósfera secundaria de elementos más pesados.

También es posible que se trate de un mundo oceánico. En este caso, aún habría perdido el hidrógeno y el helio, pero la atmósfera que quedara sería rica en vapor de agua, más resistente a los procesos fotoevaporativos. En este caso, el exoplaneta no habría experimentado ninguna pérdida de masa atmosférica significativa.

Los investigadores escribieron:

“Responder a la pregunta de si TOI-733b tiene una atmósfera secundaria o es un planeta oceánico se reduce a diferenciar entre un planeta similar a Neptuno que perdió su ∼10 por ciento de H/He para dejar atrás una atmósfera de vapor de volátiles más pesados, y uno que se formó y se mantuvo relativamente igual a lo largo de su evolución.

Aunque está fuera del alcance de este trabajo, encontrar una respuesta a esta pregunta tendrá amplias implicaciones en nuestra comprensión de los exoplanetas”.

Por desgracia, tendremos que esperar un tiempo para obtener respuestas. Podemos sondear las atmósferas de algunos exoplanetas en tránsito. Se trata de estudiar los cambios en la luz de la estrella durante los tránsitos exoplanetarios; cualquier luz que atraviese la atmósfera cambiará, y los científicos pueden estudiar esos cambios para averiguar la composición atmosférica.

Pero TOI-733b no es un planeta especialmente bueno para realizar este tipo de sondeo. Tendremos que esperar a la próxima generación de telescopios para poder husmear en los secretos atmosféricos de TOI-733b. Sin embargo, cuando llegue el momento, la investigación del equipo indica que merecerá la pena echarle un vistazo.

Los investigadores escribieron:

“TOI-733 b parece ser un planeta interesante y tiene el potencial de ser una pieza pequeña pero clave para resolver grandes enigmas en la ciencia de los exoplanetas.

Con análisis teóricos cada vez más profundos y la promesa de un seguimiento de alta precisión por parte de las instalaciones actuales y futuras, parece que estamos bien encaminados para encontrar respuestas a grandes preguntas relacionadas con la formación y evolución de los planetas”.

Los hallazgos de la investigación han sido aceptados para su publicación en Astronomy & Astrophysics, y está disponible en arXiv.

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