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    Planeta del tamaño de Neptuno descubierto orbitando joven, estrella cercana

    Ilustración de AU Mic b orbitando su estrella madre, AU Mic. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Chris Smith (USRA)

    Durante más de una década, Los astrónomos han buscado planetas que orbitan AU Microscopii, una estrella cercana todavía rodeada por un disco de escombros que quedó de su formación. Ahora, los científicos que utilizan datos del Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA y el Telescopio Espacial Spitzer retirado informan del descubrimiento de un planeta del tamaño de Neptuno que rodea a la joven estrella en poco más de una semana.

    El sistema, conocido como AU Mic para abreviar, proporciona un laboratorio único para estudiar cómo se forman los planetas y sus atmósferas, evolucionar e interactuar con sus estrellas.

    "AU Mic es un joven estrella enana M cercana. Está rodeado por un vasto disco de escombros en el que se han rastreado grumos de polvo en movimiento, y ahora, gracias a TESS y Spitzer, tiene un planeta con una medida de tamaño directa, "dijo Bryson Cale, estudiante de doctorado en la Universidad George Mason en Fairfax, Virginia. "No hay otro sistema conocido que marque todas estas casillas importantes".

    El nuevo planeta AU Mic b, se describe en un artículo escrito en coautoría por Cale y dirigido por su asesor Peter Plavchan, profesor asistente de física y astronomía en George Mason. Su informe fue publicado el miércoles, 24 de Junio, en el diario Naturaleza .

    AU Mic b aparece en un nuevo póster de la NASA disponible en inglés y español, parte de una serie Galaxy of Horrors. La serie divertida pero informativa resultó de una colaboración de científicos y artistas y fue producida por la Oficina del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA.

    AU Mic es una estrella enana roja fría con una edad estimada en 20 millones a 30 millones de años. haciéndolo un infante estelar comparado con nuestro Sol, que es al menos 150 veces mayor. La estrella es tan joven que brilla principalmente por el calor generado cuando su propia gravedad la empuja hacia adentro y la comprime. Menos del 10% de la energía de la estrella proviene de la fusión de hidrógeno en helio en su núcleo, el proceso que impulsa a estrellas como nuestro Sol.

    El sistema se encuentra a 31,9 años luz de distancia en la constelación austral Microscopium. Es parte de una colección cercana de estrellas llamada Beta Pictoris Moving Group, que toma su nombre de un mayor, estrella de tipo A más caliente que alberga dos planetas y también está rodeada por un disco de escombros.

    Representación artística de Au Mic b. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

    Aunque los sistemas tienen la misma antigüedad, sus planetas son marcadamente diferentes. El planeta AU Mic b casi abraza a su estrella, completando una órbita cada 8,5 días. Pesa menos de 58 veces la masa de la Tierra, colocándolo en la categoría de mundos similares a Neptuno. Beta Pictoris byc, sin embargo, son al menos 50 veces más masivas que AU Mic by tardan 21 y 3,3 años, respectivamente, para orbitar su estrella.

    "Creemos que AU Mic b se formó lejos de la estrella y migró hacia adentro a su órbita actual, algo que puede suceder cuando los planetas interactúan gravitacionalmente con un disco de gas o con otros planetas, "dijo el coautor Thomas Barclay, un científico investigador asociado en la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore y científico asociado del proyecto TESS en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Por el contrario, La órbita de Beta Pictoris b no parece haber migrado mucho. Las diferencias entre estos sistemas de edad similar pueden decirnos mucho sobre cómo se forman y migran los planetas ".

    Planet AU Mic b tiene aproximadamente el tamaño de Neptuno. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Chris Smith (USRA)

    Detectar planetas alrededor de estrellas como AU Mic plantea un desafío particular. Estas estrellas tormentosas poseen fuertes campos magnéticos y pueden cubrirse con manchas estelares:más frías, regiones más oscuras y altamente magnéticas similares a las manchas solares, que frecuentemente hacen erupción de poderosas llamaradas estelares. Tanto las manchas como sus destellos contribuyen a los cambios de brillo de la estrella.

    En julio y agosto de 2018, cuando TESS estaba observando AU Mic, la estrella produjo numerosas llamaradas, algunas de las cuales eran más poderosas que las llamaradas más fuertes jamás registradas en el Sol. El equipo realizó un análisis detallado para eliminar estos efectos de los datos de TESS.

    Cuando un planeta cruza frente a su estrella desde nuestra perspectiva, un evento llamado tránsito, su paso provoca una clara caída en el brillo de la estrella. TESS monitorea grandes franjas del cielo, llamados sectores, durante 27 días seguidos. Durante esta larga mirada, Las cámaras de la misión capturan regularmente instantáneas que permiten a los científicos rastrear los cambios en el brillo estelar.

    Las caídas regulares en el brillo de una estrella indican la posibilidad de un planeta en tránsito. Generalmente, se necesitan al menos dos tránsitos observados para reconocer la presencia de un planeta.

    Au Mic es una "enana roja, "el tipo de estrella más numerosa de la galaxia. Crédito:Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA / Chris Smith (USRA)

    "Por suerte, el segundo de los tres tránsitos TESS ocurrió cuando la nave espacial estaba cerca de su punto más cercano a la Tierra. En esos momentos, TESS no está observando porque está ocupado descargando todos los datos almacenados, "dijo la coautora Diana Dragomir, profesor asistente de investigación en la Universidad de Nuevo México en Albuquerque. "Para llenar el vacío, a nuestro equipo se le concedió tiempo de observación en Spitzer, que capturó dos tránsitos adicionales en 2019 y nos permitió confirmar el período orbital de AU Mic b ".

    Spitzer fue un observatorio de infrarrojos multipropósito que funcionó desde 2003 hasta su desmantelamiento el 30 de enero. 2020. La misión demostró ser especialmente experta en detectar y estudiar exoplanetas alrededor de estrellas frías. Spitzer devolvió las observaciones de AU Mic durante su último año.

    Debido a que la cantidad de luz bloqueada por un tránsito depende del tamaño del planeta y la distancia orbital, los tránsitos TESS y Spitzer proporcionan una medida directa del tamaño de AU Mic b. El análisis de estas medidas muestra que el planeta es aproximadamente un 8% más grande que Neptuno.

    Las observaciones de instrumentos en telescopios terrestres proporcionan límites superiores para la masa del planeta. Mientras un planeta orbita, su gravedad tira de su estrella anfitriona, que se mueve ligeramente en respuesta. Los instrumentos sensibles en telescopios grandes pueden detectar la velocidad radial de la estrella, su movimiento de un lado a otro a lo largo de nuestra línea de visión. Combinando observaciones del Observatorio W. M. Keck y la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA en Hawai y el Observatorio Europeo Austral en Chile, el equipo concluyó que AU Mic b tiene una masa menor que 58 Tierras.

    Este descubrimiento muestra el poder de TESS para proporcionar nuevos conocimientos sobre estrellas bien estudiadas como AU Mic, donde más planetas pueden estar esperando ser encontrados.

    "Hay un evento de tránsito candidato adicional visto en los datos de TESS, y TESS, con suerte, volverá a visitar AU Mic a finales de este año en su misión ampliada, ", Dijo Plavchan." Seguimos monitoreando la estrella con medidas precisas de velocidad radial, así que estad atentos."

    Por décadas, AU Mic ha intrigado a los astrónomos como un posible hogar para los planetas gracias a su proximidad, juventud y disco de escombros brillante. Ahora que TESS y Spitzer han encontrado uno allí, la historia cierra el círculo. AU Mic es un sistema de piedra de toque, un laboratorio cercano para comprender la formación y evolución de estrellas y planetas que se estudiará en las próximas décadas.


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