Utilizando observaciones del TESS (Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito) de la NASA y muchas otras instalaciones, dos equipos internacionales de astrónomos han descubierto un planeta entre los tamaños de la Tierra y Venus a solo 40 años luz de distancia. Múltiples factores lo convierten en un candidato muy adecuado para estudios posteriores con el telescopio espacial James Webb de la NASA.
TESS observa una gran franja del cielo durante aproximadamente un mes a la vez, rastreando los cambios de brillo de decenas de miles de estrellas a intervalos que van desde 20 segundos hasta 30 minutos. Uno de los principales objetivos de la misión es capturar tránsitos, es decir, oscurecimiento breve y regular de las estrellas causado por el paso de mundos en órbita.
"Hemos encontrado el mundo más cercano, en tránsito, templado y del tamaño de la Tierra ubicado hasta la fecha", dijo Masayuki Kuzuhara, profesor asistente de proyecto en el Centro de Astrobiología en Tokio, quien codirigió un equipo de investigación con Akihiko Fukui, profesor asistente de proyecto en la Universidad de Tokio. "Aunque todavía no sabemos si posee una atmósfera, hemos estado pensando en él como un exo-Venus, con un tamaño y una energía similares a los de nuestro vecino planetario en el sistema solar".
La estrella anfitriona, llamada Gliese 12, es una enana roja fría ubicada a casi 40 años luz de distancia en la constelación de Piscis. La estrella tiene solo alrededor del 27% del tamaño del Sol, con aproximadamente el 60% de la temperatura de la superficie del Sol. El mundo recién descubierto, llamado Gliese 12 b, orbita cada 12,8 días y tiene el tamaño de la Tierra o un poco más pequeño, comparable a Venus. Suponiendo que no tenga atmósfera, el planeta tiene una temperatura superficial estimada en alrededor de 107 grados Fahrenheit (42 grados Celsius).
Los astrónomos dicen que los diminutos tamaños y masas de las estrellas enanas rojas las hacen ideales para encontrar planetas del tamaño de la Tierra. Una estrella más pequeña significa un mayor oscurecimiento para cada tránsito, y una masa más baja significa que un planeta en órbita puede producir un mayor bamboleo, conocido como "movimiento reflejo", de la estrella. Estos efectos hacen que los planetas más pequeños sean más fáciles de detectar.
Las luminosidades más bajas de las estrellas enanas rojas también significan que sus zonas habitables, el rango de distancias orbitales donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta, se encuentran más cerca de ellas. Esto hace que sea más fácil detectar planetas en tránsito dentro de las zonas habitables alrededor de las enanas rojas que los que están alrededor de las estrellas que emiten más energía.
La distancia que separa a Gliese 12 del nuevo planeta es solo el 7% de la distancia entre la Tierra y el Sol. El planeta recibe 1,6 veces más energía de su estrella que la Tierra del Sol y aproximadamente el 85% de la que experimenta Venus.
"Gliese 12 b representa uno de los mejores objetivos para estudiar si los planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas frías pueden retener sus atmósferas, un paso crucial para avanzar en nuestra comprensión de la habitabilidad en los planetas de nuestra galaxia", dijo Shishir Dholakia, estudiante de doctorado en el Centro de Astrofísica de la Universidad del Sur de Queensland en Australia. Codirigió un equipo de investigación diferente con Larissa Palethorpe, estudiante de doctorado en la Universidad de Edimburgo y el University College de Londres.
Ambos equipos sugieren que el estudio de Gliese 12 b puede ayudar a desbloquear algunos aspectos de la evolución de nuestro propio sistema solar.
"Se cree que las primeras atmósferas de la Tierra y Venus fueron despojadas y luego reabastecidas por la desgasificación volcánica y los bombardeos de material residual en el sistema solar", explicó Palethorpe. "La Tierra es habitable, pero Venus no lo es debido a su pérdida completa de agua. Debido a que Gliese 12 b está entre la Tierra y Venus en temperatura, su atmósfera podría enseñarnos mucho sobre las vías de habitabilidad que toman los planetas a medida que se desarrollan".
Un factor importante en la retención de una atmósfera es la tempestad de su estrella. Las enanas rojas tienden a ser magnéticamente activas, lo que resulta en frecuentes y potentes llamaradas de rayos X. Sin embargo, los análisis de ambos equipos concluyen que Gliese 12 no muestra signos de comportamiento extremo.
Un artículo dirigido por Kuzuhara y Fukui fue publicado el 23 de mayo en The Astrophysical Journal Letters. Los hallazgos de Dholakia y Palethorpe se publicaron en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el mismo día.
Durante un tránsito, la luz de la estrella anfitriona pasa a través de cualquier atmósfera. Diferentes moléculas de gas absorben diferentes colores, por lo que el tránsito proporciona un conjunto de huellas dactilares químicas que pueden ser detectadas por telescopios como Webb.
"Sabemos de solo un puñado de planetas templados similares a la Tierra que están lo suficientemente cerca de nosotros y cumplen con otros criterios necesarios para este tipo de estudio, llamado espectroscopía de transmisión, utilizando las instalaciones actuales", dijo Michael McElwain, astrofísico investigador del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y coautor del artículo de Kuzuhara y Fukui. "Para comprender mejor la diversidad de atmósferas y los resultados evolutivos de estos planetas, necesitamos más ejemplos como Gliese 12 b".
TESS es una misión del Explorador Astrofísico de la NASA gestionada por NASA Goddard y operada por el MIT en Cambridge, Massachusetts. Otros socios incluyen a Northrop Grumman, con sede en Falls Church, Virginia; el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California; el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian en Cambridge, Massachusetts; el Laboratorio Lincoln del MIT; y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore. Más de una docena de universidades, institutos de investigación y observatorios de todo el mundo participan en la misión.
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