Nota de prensa

Astrónomos Descubren Planeta con un Corazón de Hielo y una Atmósfera Densa e Inhóspita

16 de Diciembre de 2009

Astrónomos han descubierto el segundo exoplaneta similar a la Tierra al que han determinado su masa y radio, proporcionando pistas claves sobre su estructura. También es la primera súper Tierra [1] donde se ha encontrado atmósfera. El exoplaneta, que orbita una pequeña estrella a sólo 40 años-luz de nosotros, abre espectaculares perspectivas en la búsqueda de mundos habitables. El planeta, llamado GJ1214b, tiene una masa de unas seis veces la de la Tierra y es probable que su interior esté compuesto principalmente por hielo de agua. Su superficie parece ser bastante caliente y está rodeado de una gruesa atmósfera que lo hace inhóspito para la vida como la conocemos en la Tierra.

En la publicación de Nature de esta semana, astrónomos anunciaron el descubrimiento de un planeta cercano a la estrella de baja masa GJ1214 [2]. Esta es la segunda vez que una súper Tierra en tránsito ha sido detectada, después del reciente descubrimiento del planeta Corot-7b [3]. Un tránsito ocurre cuando la órbita del planeta está alineada de modo que lo vemos cruzar la cara de su estrella madre. El planeta recientemente descubierto tiene una masa de unas seis veces la de nuestro planeta y 2,7 veces su radio, es decir, un tamaño intermedio entre la Tierra y los hielos gigantes del Sistema Solar: Urano y Neptuno.

Aunque la masa del GJ1214b es similar a la del Corot-7b, su radio es mucho más grande, sugiriendo que la composición de los dos planetas debe ser bastante diferente. Mientras Corot-7b probablemente tiene un centro rocoso y podría estar cubierto de lava, los astrónomos creen que tres cuartos de GJ1214b está compuesto de hielo de agua, siendo el resto silicona y hierro.

GJ1214b orbita su estrella una vez cada 38 horas a una distancia de sólo dos millones de kilómetros, por tanto, es 70 veces más cercano a su estrella de lo que está la Tierra respecto al Sol. “Estando tan cerca de su estrella madre, el planeta debe tener una temperatura en la superficie de alrededor de 200 grados Celsius, demasiado caliente para que el agua sea líquida”, dice David Charbonneau, autor principal del artículo que da cuenta del descubrimiento.

Cuando los astrónomos compararon el radio medido de GJ1214b con los modelos teóricos de los planetas, encontraron que el radio observado excedía las predicciones de los modelos y dedujeron entonces que existe algo más que la superficie sólida del planeta bloqueando la luz de la estrella: una atmósfera circundante de 200 kilómetros de espesor. “Esta atmósfera es mucho más gruesa que la de la Tierra, por lo que la alta presión y la ausencia de luz haría imposible la vida como la conocemos”, dice Charbonneau, “pero estas condiciones aún son muy interesantes ya que pueden permitir que se produzca alguna compleja química”.

“Como el planeta es demasiado caliente para mantener una atmósfera por mucho tiempo, GJ1214b representa la primera oportunidad de estudiar una atmósfera recientemente formada que envuelve un mundo que orbita otra estrella”, agrega Xavier Bonfils, miembro del equipo. “El planeta está tan cercano a nosotros que será posible estudiar su atmósfera aún con las actuales instalaciones”.

El planeta fue descubierto por primera vez como un objeto en tránsito dentro del proyecto MEarth, el que sigue alrededor de 2.000 estrellas de baja masa para buscar tránsitos de exoplanetas [4]. Para confirmar la naturaleza planetaria de GJ1214b y obtener su masa (usando el llamado método Doppler) los astrónomos necesitaron toda la precisión del espectrógrafo HARPS instalado en el telescopio de 3,6 metros de ESO en la La Silla. HARPS, un instrumento con una estabilidad incomparable y gran precisión, es el buscador de exoplanetas pequeños más exitoso del mundo.

“Este es el segundo exoplaneta de tipo súper Tierra del que pudo ser obtenida su masa y radio, permitiéndonos determinar la densidad e inferir la estructura interna”, agrega el coautor Stephane Udry.”En ambos casos la información de HARPS fue esencial para caracterizar al planeta”.

“Las diferentes composiciones de estos dos planetas son relevantes en la búsqueda de mundos habitables”, concluye Charbonneau. Si los planetas de tipo súper Tierra en general están rodeados por una atmósfera similar a la de GJ1214b, serían inhóspitos para el desarrollo de la vida tal como la conocemos en nuestro planeta.

Notas

[1] Una súper Tierra es definida como un planeta de entre una y diez veces la masa de la Tierra. Un exoplaneta es un planeta que orbita una estrella distinta del Sol.

[2] La estrella GJ1214 es cinco veces más pequeña que nuestro Sol y trescientas veces menos brillante.

[3] Corot–7b es el exoplaneta en órbita más veloz y pequeño que se conozca y tiene una densidad bastante similar a la de la Tierra, sugiriendo que se trata de un mundo sólido y rocoso. Descubierto por el satélite CoRoT como un objeto en tránsito, su verdadera naturaleza fue revelada por HARPS (Ver comunicado de prensa de ESO).

[4] El proyecto MEarth utiliza una “armada” de ocho pequeños telescopios, cada uno de un diámetro de 40 centímetros, ubicados en la cumbre del Monte Hopkins, Arizona, Estados Unidos. MEarth busca estrellas que cambian de brillo. El objetivo es encontrar un planeta que cruce en frente de, o transite su estrella. Durante dicho mini-eclipse, el planeta bloquea una pequeña porción de la luz de la estrella, volviéndola más tenue. La misión Keppler de la NASA también utiliza tránsitos para buscar planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas como el Sol. Sin embargo, en dichos sistemas la disminución de la luminosidad es tan sólo de uno en 10 mil. La alta precisión requerida para detectar la caída en luminosidad implica que dichos mundos sólo puedan ser descubiertos desde el espacio. En cambio, una súper Tierra transitando una pequeña estrella enana roja produce proporcionalmente una mayor reducción en el brillo y, por lo tanto, una señal más fuerte que es detectable desde la Tierra.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en un artículo que aparece esta semana en Nature (“Una Súper Tierra Transitando una Estrella Cercana de Baja Masa”, por David Charbonneau y otros).

El equipo está compuesto por Davd Charbonneau, Zachory K. Berta, Jonathan Irwin, Christopher J. Burke, Philip Nutzman, Lars Buchhave, David W. Latham, Ruth A. Murray-Clay, Matthew J. Holman y Emilio E. Falco (Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Cambridge, EE.UU.), Christophe Lovis, Stephane Udry, Didier Queloz, Francesco Pepe y Michel Mayor (Observatorio de Ginebra, Suiza), Xavier Bonfils, Xavier Delfosse y Thierry Forveille (Universidad Joseph Fourier - Grenoble 1/CNRS, LOAG, Grenoble, Francia), y Joshua N. Winn (Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, MIT, Cambridge, EE.UU.).

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 14 países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en existencia. ESO está planificando actualmente un telescopio de óptica infrarroja cercana de 42 metros, European Extremely Large Telescope, el E-ELT, que se convertirá en “el ojo más grande del mundo en el cielo”.

Enlaces

• Más Información: Serie Informativa de ESO sobre Exoplanetas

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso0950.