Nuevas observaciones de ESO confirman que un exoplaneta rocoso tiene solo la mitad de la masa de Venus
5 de Agosto de 2021
Un equipo de astrónomos ha utilizado el Very Large Telescope, del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), en Chile, para arrojar nueva luz sobre los planetas que hay alrededor de una estrella cercana, L 98-59, similares a los de la zona interior del Sistema Solar. Entre los hallazgos se encuentran un planeta con la mitad de la masa de Venus —el exoplaneta más ligero jamás medido mediante la técnica de velocidad radial—, un mundo oceánico y un posible planeta en la zona habitable.
"El planeta que hay en la zona habitable puede tener una atmósfera que podría proteger y mantener la vida", afirma María Rosa Zapatero Osorio, astrónoma del Centro de Astrobiología de Madrid (España) y una de las autoras del estudio publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.
Estos resultados son un paso importante en la búsqueda de vida en planetas del tamaño de la Tierra fuera del Sistema Solar. La detección de biofirmas en un exoplaneta depende de la capacidad de estudiar su atmósfera, pero los telescopios actuales no son lo suficientemente grandes como para lograr la resolución necesaria que permita obtener esta información de planetas rocosos pequeños. El sistema planetario recientemente estudiado, llamado L 98-59 por su estrella, es un interesante objetivo para futuras observaciones de atmósferas de exoplanetas. Orbita una estrella que se encuentra a solo 35 años luz de distancia y se ha descubierto que alberga planetas rocosos, como la Tierra o Venus, que están lo suficientemente cerca de la estrella como para estar calientes.
Con la contribución del VLT de ESO, el equipo pudo inferir que tres de los planetas pueden contener agua en sus interiores o en sus atmósferas. Los dos planetas del sistema L 98-59 más cercanos a la estrella son, probablemente, planetas secos, pero podrían tener pequeñas cantidades de agua, mientras que hasta el 30% de la masa del tercer planeta podría ser agua, lo que lo convierte en un mundo oceánico.
Además, el equipo detectó exoplanetas "ocultos" que no habían sido hallados previamente en este sistema planetario. Descubrieron un cuarto planeta y sospechan que hay un quinto en una zona a la distancia correcta de la estrella como para que exista agua líquida en su superficie. "Tenemos indicios de la presencia de un planeta terrestre en la zona habitable de este sistema", explica Olivier Demangeon, investigador del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio de la Universidad de Oporto (Portugal) y autor principal del nuevo estudio.
El estudio representa un avance técnico, ya que los astrónomos pudieron determinar, utilizando el método de la velocidad radial, que el planeta más interno del sistema tiene solo la mitad de la masa de Venus. Esto lo convierte en el exoplaneta más ligero jamás medido utilizando esta técnica, que calcula el bamboleo de la estrella causado por el diminuto tirón gravitatorio de sus planetas en órbita.
El equipo utilizó el instrumento ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, espectrógrafo Echelle para observaciones espectroscópicas estables y exoplanetas rocosos), instalado en el VLT de ESO, para estudiar a L 98-59. "Sin la precisión y estabilidad que proporciona ESPRESSO, esta medición no hubiera sido posible", afirma Zapatero Osorio. "Este es un paso adelante en nuestra capacidad para medir las masas de los planetas más pequeños más allá del Sistema Solar".
En 2019, la comunidad astronómica detectó, por primera vez, tres de los planetas de L 98-59 con el satélite TESS de la NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite, satélite de rastreo de exoplanetas en tránsito). Este satélite utiliza una técnica llamada método de tránsito —en el que se utiliza la disminución en la luz procedente de la estrella causada por un planeta que pasa por delante para inferir las propiedades del planeta— con el fin de detectar los planetas y medir sus tamaños. Sin embargo, hasta que Demageon y su equipo no dispusieron de las mediciones de velocidad radial realizadas con ESPRESSO y su predecesor, HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, buscador de planetas por velocidad radial de alta precisión), instalado en el Telescopio de 3,6 metros de la Silla, de ESO, no pudieron detectar los planetas adicionales y medir las masas y los radios de los tres primeros. "Si queremos saber de qué está hecho un planeta, lo mínimo que necesitamos es su masa y su radio", explica Demangeon.
El equipo espera continuar estudiando el sistema con el próximo Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA/ESA/CSA, mientras que el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, en fase de construcción en el desierto chileno de Atacama y que comenzará sus observaciones en 2027, también será ideal para estudiar estos planetas. "El instrumento HIRES del ELT puede tener la capacidad de estudiar las atmósferas de algunos de los planetas del sistema L 98-59, complementando así al JWST desde tierra", afirma Zapatero Osorio.
"Este sistema anuncia lo que está por venir", añade Demangeon. "Nosotros, como sociedad, hemos estado persiguiendo planetas terrestres desde el nacimiento de la astronomía y ahora, finalmente, nos estamos acercando cada vez más a la detección de un planeta terrestre, en la zona habitable de su estrella, cuya atmósfera podríamos estudiar".
Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “A warm terrestrial planet with half the mass of Venus transiting a nearby star” que se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.
El equipo está compuesto por Olivier D. S. Demangeon (Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Universidad de Oporto, Portugal [IA/UPorto], Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto, Portugal [CAUP] y Departamento de Física y Astronomía, Facultad de Ciencias, Universidad de Oporto, Portugal [FCUP]); M. R. Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, España [CAB/CSIC-INTA]); Y. Alibert (Instituto de Física, Universidad de Berna, Suiza [Bern]); S. C. C. Barros (IA/UPorto, CAUP y FCUP); V. Adibekyan (IA/UPorto, CAUP y FCUP); H. M. Tabernero (IA/UPorto y CAUP); A. Antoniadis-Karnavas (IA/UPorto & FCUP); J. D. Camacho (IA/UPorto & FCUP); A. Suárez Mascareño (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, España [IAC] y Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, España [ULL]); M. Oshagh (IAC/ULL); G. Micela (INAF – Observatorio Astronómico de Palermo, Palermo, Italia); S. G. Sousa (IA/UPortol & CAUP); C. Lovis (Observatorio de Ginebra, Universidad de Ginebra, Ginebra, Suiza [UNIGE]); F. A. Pepe (UNIGE); R. Rebolo (IAC/ULL & Consejo Superior de Investigaciones Científicas, España); S. Cristiani (INAF – Observatorio Astronómico de Trieste, Italia [INAF Trieste]); N. C. Santos (IA/UPorto, CAUP y FCUP); R. Allart (Departamento de Física e Instituto para la Búsqueda de Exoplanetas, Universidad de Montreal, Canadá, y UNIGE); C. Allende Prieto (IAC/ULL); D. Bossini (IA/UPorto); F. Bouchy (UNIGE); A. Cabral (Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa, Portugal [IA/FCUL] y Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa, Portugal); M. Damasso (INAF – Observatorio Astrofísico de Torino, Italia [INAF Torino]); P. Di Marcantonio (INAF Trieste); V. D’Odorico (INAF Trieste & Instituto para el estudio de la Física Fundamental del Universo, Trieste, Italia [IFPU]); D. Ehrenreich (UNIGE); J. Faria (IA/UPorto, CAUP y FCUP); P. Figueira (Observatorio Europeo Austral, Santiago de Chile, Chile [ESO-Chile] e IA/UPorto); R. Génova Santos (IAC/ULL); J. Haldemann (Bern); J. I. González Hernández (IAC/ULL); B. Lavie (UNIGE); J. Lillo-Box (CAB/CSIC-INTA); G. Lo Curto (Observatorio Europeo Austral, Garching, cerca de Múnich, Alemania [ESO]); C. J. A. P. Martins (IA/UPorto y CAUP); D. Mégevand (UNIGE); A. Mehner (ESO-Chile); P. Molaro (INAF Trieste e IFPU); N. J. Nunes (IA/FCUL); E. Pallé (IAC/ULL); L. Pasquini (ESO); E. Poretti (Fundación G. Galilei – INAF Telescopio Nacional Galileo, La Palma, España e INAF – Observatorio Astronómico de Brera, Italia); A. Sozzetti (INAF Torino), y S. Udry (UNIGE).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico basado en tierra más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de potentes instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desempeña un importante papel promoviendo y organizando la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el CTA Sur (Cherenkov Telescope Array South), el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es socio principal de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.
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