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    Una imagen especular de la Tierra y el sol.

    Mundos distantes:los exoplanetas típicos que orbitan alrededor de una estrella similar al sol tienen aproximadamente el tamaño de Neptuno y se encuentran en una zona orbital habitable (tercera imagen desde arriba). Casi todos los planetas del tamaño de la Tierra que se sabe que tienen temperaturas superficiales potencialmente similares a la Tierra están en órbita alrededor de estrellas enanas rojas, que no emiten luz visible sino radiación infrarroja (panel inferior). La Tierra está a la distancia correcta del sol para tener las temperaturas superficiales requeridas para la existencia de agua líquida. El recién descubierto candidato a planeta KOI-456.04 y su estrella Kepler-160 (segundo panel desde arriba) tienen grandes similitudes con la Tierra y el sol (panel superior). Crédito:MPS / René Heller

    Entre los más de 4, 000 exoplanetas conocidos, KOI-456.04 es algo especial:menos del doble del tamaño de la Tierra, orbita una estrella similar al sol. Y lo hace con una distancia estrella-planeta que podría permitir temperaturas de la superficie planetaria propicias para la vida. El objeto fue descubierto por un equipo dirigido por el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Gotinga. Su estrella anfitriona, llamado Kepler-160, en realidad emite luz visible; las estrellas centrales de casi todos los demás exoplanetas, por otra parte, emitir radiación infrarroja, son más pequeñas y débiles que el sol y, por lo tanto, pertenecen a la clase de estrellas enanas rojas.

    Telescopios espaciales como CoRoT, Kepler, y TESS han permitido a los científicos el descubrimiento de unos 4000 planetas extrasolares (planetas alrededor de estrellas distantes) en los últimos 14 años. La mayoría de estos planetas son del tamaño del planeta gigante gaseoso Neptuno, aproximadamente cuatro veces el tamaño de la Tierra, y en órbitas relativamente cercanas alrededor de sus respectivas estrellas anfitrionas. Pero los científicos también han descubierto algunos exoplanetas tan pequeños como la Tierra que potencialmente podrían ser rocosos. Y un puñado de estos pequeños planetas también se encuentran a la distancia correcta de su estrella anfitriona para tener potencialmente temperaturas superficiales moderadas para la presencia de agua superficial líquida, el ingrediente esencial para la vida en la Tierra. "El panorama completo de la habitabilidad, sin embargo, también implica una mirada a las cualidades de la estrella, "explica el científico de MPS y autor principal del nuevo estudio, el Dr. René Heller. Hasta ahora, casi todos los exoplanetas de menos del doble del tamaño de la Tierra que tienen potencial para temperaturas superficiales favorables están en órbita alrededor de una enana roja.

    Las estrellas enanas rojas son conocidas por sus vidas extremadamente largas. La vida en un exoplaneta en órbita alrededor de una vieja estrella enana roja podría haber tenido el doble de tiempo que la vida en la Tierra para formarse y evolucionar. Pero la radiación de una estrella enana roja es principalmente infrarroja en lugar de luz visible como la conocemos. Muchas enanas rojas también son conocidas por emitir llamaradas de alta energía y por freír sus planetas. que luego se volvería habitable, con luminosidades estelares mejoradas siempre que estas estrellas sean jóvenes. Es más, su debilidad requiere que cualquier planeta habitable esté tan cerca de la estrella que la gravedad estelar comienza a deformar el planeta sustancialmente. El calentamiento de las mareas resultante en el planeta podría desencadenar un vulcanismo global fatal. Todas las cosas combinadas La habitabilidad de los planetas alrededor de estrellas enanas rojas es objeto de un intenso debate en la comunidad científica.

    En su nuevo artículo de investigación, el equipo de científicos de MPS, el Observatorio Sonneberg, la Universidad de Göttingen, la Universidad de California en Santa Cruz, y de la NASA ahora informa el descubrimiento de un planeta candidato de menos del doble del tamaño de la Tierra y con una iluminación moderada de una estrella similar al sol. A una distancia de poco más de 3000 años luz del sistema solar, la estrella Kepler-160 estaba ubicada en el campo de visión de la misión principal Kepler y fue observada continuamente desde 2009 hasta 2013. Su radio de 1.1 radios solares, su temperatura superficial de 5200 grados Celsius (300 grados menos que el sol), y su luminosidad estelar muy parecida al sol lo convierten en un retrato astrofísico de nuestra propia estrella madre.

    Kepler-160 se conoce desde hace unos seis años como una estrella anfitriona de dos exoplanetas, llamados Kepler-160b y Kepler-160c. Ambos planetas son sustancialmente más grandes que la Tierra y se encuentran en órbitas relativamente cercanas alrededor de su estrella. Las temperaturas de su superficie ciertamente los harían más calientes que un horno de cocción y todo menos hospitalario para la vida tal como la conocemos. Pero pequeñas variaciones en el período orbital del planeta Kepler-160c dieron a los científicos una firma de un tercer planeta que aún no se había confirmado.

    El equipo de científicos alemanes y estadounidenses regresó ahora a los datos de archivo de Kepler de Kepler-160 para buscar planetas adicionales alrededor de esa estrella y verificar el origen planetario del perturbador de la órbita de Kepler-160c. Heller y sus colegas habían tenido éxito anteriormente al encontrar un total de 18 exoplanetas en datos antiguos de Kepler.

    Al buscar exoplanetas, los científicos suelen buscar variaciones repetidas de brillo de las estrellas. Estas atenuaciones temporales, generalmente solo el uno por ciento o menos del brillo estelar aparente, puede ser causado por planetas que transitan por los discos de sus estrellas anfitrionas como se ve desde la Tierra. La idea clave de Michael Hippke, coautor del nuevo trabajo, y Heller iba a utilizar un modelo físico detallado de la variación de brillo estelar en lugar de buscar un patrón de brillo de salto a la atenuación y luego volver a la normalidad en las curvas de luz estelar. Esta aproximación en forma de caja solía ser la técnica de búsqueda estándar durante casi dos décadas. "Nuestra mejora es particularmente importante en la búsqueda de pequeños Planetas del tamaño de la Tierra, "Heller explica." La señal planetaria es tan débil que está casi completamente oculta en el ruido de los datos. Nuestra nueva máscara de búsqueda es un poco mejor para separar una verdadera señal exoplanetaria del ruido en los casos críticos. "Agrega Heller.

    Su nuevo algoritmo de búsqueda fue crucial para el descubrimiento del nuevo planeta candidato en tránsito KOI-456.04. "Nuestro análisis sugiere que Kepler-160 está orbitado no por dos sino por un total de cuatro planetas, "Heller resume el nuevo estudio. Uno de los dos planetas que Heller y sus colegas encontraron es Kepler-160d, el planeta previamente sospechoso responsable de la órbita distorsionada de Kepler-160c. Kepler-160d no muestra tránsitos en la curva de luz de la estrella, por lo que se ha confirmado indirectamente. El otro planeta formalmente un candidato a planeta, es KOI-456.04, probablemente un planeta en tránsito con un radio de 1,9 radios terrestres y un período orbital de 378 días. Dada su estrella anfitriona parecida al sol, el período orbital muy parecido a la Tierra da como resultado una insolación muy parecida a la Tierra de la estrella, tanto en términos de la cantidad de luz recibida como en términos del color de la luz. La luz de Kepler-160 es luz visible muy parecida a la luz solar. Todas las cosas consideradas, KOI-456.04 se encuentra en una región de la zona habitable estelar, el rango de distancia alrededor de una estrella que admite agua superficial líquida en un planeta similar a la Tierra, que es comparable a la posición de la Tierra alrededor del sol.

    “KOI-456.01 es relativamente grande en comparación con muchos otros planetas que se consideran potencialmente habitables. Pero es la combinación de menos del doble del tamaño del planeta Tierra y su estrella anfitriona de tipo solar lo que lo hace tan especial y familiar, "Aclara Heller. Como consecuencia, las condiciones de la superficie en KOI-456.04 podrían ser similares a las conocidas en la Tierra, siempre que su atmósfera no sea demasiado masiva y no similar a la de la Tierra. La cantidad de luz recibida de su estrella anfitriona es aproximadamente el 93 por ciento de la luz solar recibida en la Tierra. Si KOI-456.04 tiene una atmósfera mayormente inerte con un leve efecto invernadero similar a la Tierra, entonces su temperatura superficial sería de +5 grados Celsius en promedio, que es unos diez grados más baja que la temperatura global media de la Tierra.

    Actualmente no se puede descartar por completo que KOI-456.04 sea de hecho una casualidad estadística o un error de medición sistemático en lugar de un planeta genuino. El equipo estima que las posibilidades de una naturaleza planetaria de KOI-456.04 son aproximadamente un 85% a favor del planeta. Obtener un estatus planetario formal requiere un 99%. Si bien algunos de los telescopios terrestres más poderosos de la Tierra podrían validar este candidato con observaciones de uno de sus próximos tránsitos, there is also a good chance that the PLATO space mission of ESA will be capable of a confirmation. PLATO is scheduled for launch in 2026 and one of its major science goals is the discovery of Earth-sized planets around sun-like stars. The MPS is currently building the PLATO Data Center and deeply involved in the PLATO mission. If PLATO will be oriented in such a way as to re-observe the field of view of the Kepler primary mission, then KOI-456.04 will have a chance of being confirmed and studied in even more detail with PLATO.


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