Un júpiter caliente orbitando una estrella fría

Se ha determinado que un exoplaneta que cruza delante de una estrella de baja masa, es decir, que está en tránsito frente a ella, tiene aproximadamente el tamaño de Júpiter. Aunque se han descubierto cientos de exoplanetas del tamaño de Júpiter orbitando estrellas más grandes parecidas al Sol, es raro ver estos planetas orbitando estrellas de baja masa y el descubrimiento podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor cómo se forman estos planetas gigantes.

"Este es solo el quinto exoplaneta del tamaño de Júpiter que efectúa tránsitos frente una estrella de baja masa y que haya sido observado, y el primero con un período orbital tan largo, lo que hace que este descubrimiento sea realmente emocionante", dijo Caleb Cañas, autor principal del artículo y estudiante de doctorado en Penn State y becario de ciencias de la Tierra y el espacio de la NASA.

Originalmente detectado por el observatorio espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, los astrónomos caracterizaron la masa, el radio y el período orbital del planeta utilizando el Habitable-zone Planet Finder (HPF), un espectrógrafo astronómico construido por un equipo de Penn State e instalado en el Telescopio Hobby-Eberly de 10 m en el Observatorio McDonald en Texas. El artículo que describe la investigación apareció en la revista Astronomical Journal.

"El exoplaneta en tránsito del tamaño de Júpiter es apropiado para realizar nuevas observaciones que comprueben cuán bien se alinea su órbita con el eje de rotación de la estrella anfitriona y para restringir cómo podría haberse formado", dijo Cañas. "Además, la baja masa de la estrella anfitriona y el largo período orbital dan como resultado un júpiter con una temperatura moderada comparado con exoplanetas similares detectados con el telescopio espacial Kepler de la NASA".

Mediciones fotométricas del tránsito. (Foto: PSU)

La estrella anfitriona, TOI-1899, es una estrella de baja masa (enana M) situada a unos 419 años luz de la Tierra. El exoplaneta, TOI-1899 b, tiene dos tercios de la masa de Júpiter, un radio un diez por ciento más grande que Júpiter, y está a 0,16 unidades astronómicas (UA) -una medida definida como la distancia entre la Tierra y el sol- de su estrella anfitriona, de tal manera que un año completo en TOI-1899 toma solo 29 días terrestres. Para comparar, los otros cuatro planetas del tamaño de Júpiter en tránsito alrededor de estrellas comparables completan sus órbitas en menos de 4 días.

El exoplaneta fue detectado por el TESS usando el método del tránsito, que busca estrellas que muestren disminuciones periódicas de su brillo como un signo revelador de que un objeto en órbita se cruza delante de la estrella y bloquea una parte de su luz. La señal fue confirmada más tarde como un exoplaneta usando observaciones de precisión del espectrógrafo HPF que miden la masa del exoplaneta analizando cómo causa el inicio del bamboleo de su anfitriona.

Desde la perspectiva de la formación y la evolución orbital, no hay una clara línea divisoria entre los júpiteres calientes y los grandes exoplanetas aún más cercanos a sus estrellas anfitrionas, los júpiteres calientes más comúnmente descubiertos.

"Los júpiteres calientes como TOI-1899 b orbitan sorprendentemente cerca de su estrella", dijo Rebekah Dawson, profesora adjunta de astronomía y astrofísica en Penn State y autora del artículo. "Aunque el período orbital del exoplaneta es largo comparado con muchos otros planetas gigantes detectados y caracterizados a través del método de tránsito, todavía coloca al exoplaneta gigante mucho más cerca de su estrella de lo que esperábamos de las teorías clásicas de formación. La caracterización detallada de sus propiedades físicas y orbitales, la arquitectura de los sistemas y las estrellas anfitrionas - como el equipo de HPF ha hecho para TOI-1899 b - nos permite probar las teorías de cómo los planetas gigantes pueden formarse o desplazarse tan cerca de su estrella".

"Este júpiter caliente será un objetivo apropiado para su caracterización atmosférica mediante misiones futuras, como el Telescopio Espacial James Webb", dijo Suvrath Mahadevan, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State, el principal investigador del espectrógrafo HPF, y autor del artículo. "HPF fue crítico para ayudarnos a confirmar esto, pero la detección de un segundo tránsito es importante para precisar su período". (Fuente: NCYT Amazings)