Los estudiantes de quinto grado que fabrican modelos del sistema solar de espuma de poliestireno pueden tener la idea correcta. Investigadores de la Universidad de Lehigh han descubierto un nuevo planeta que orbita una estrella a 320 años luz de la Tierra que tiene la densidad de la espuma de poliestireno. Este "planeta hinchado" fuera de nuestro sistema solar puede ofrecer oportunidades para probar atmósferas que serán útiles al evaluar planetas futuros en busca de signos de vida.

"Está muy inflado, de modo que, si bien es solo una quinta parte de la masa de Júpiter, es casi un 40 por ciento más grande, haciéndolo tan denso como la espuma de poliestireno, con una atmósfera extraordinariamente grande, "dijo Joshua Pepper, astrónomo y profesor asistente de física en la Universidad de Lehigh, quien dirigió el estudio en colaboración con investigadores de la Universidad de Vanderbilt y la Universidad Estatal de Ohio, junto con investigadores de universidades y observatorios y astrónomos aficionados de todo el mundo.

La investigación, "KELT-11b:Un exoplaneta sub-Saturno altamente inflado en tránsito por el V + 8 Subgiant HD 93396, "se publica en línea en El diario astronómico .

La estrella anfitriona del planeta es extremadamente brillante, permitiendo una medición precisa de las propiedades de la atmósfera del planeta y convirtiéndolo en "un excelente banco de pruebas para medir las atmósferas de otros planetas, ", Dijo Pepper. Estas observaciones ayudan a los astrónomos a desarrollar herramientas para ver los tipos de gases en las atmósferas, lo cual será necesario en los próximos 10 años cuando apliquen técnicas similares a exoplanetas similares a la Tierra con telescopios de próxima generación ahora en construcción.

El planeta, llamado KELT-11b, es una versión extrema de un planeta gaseoso, como Júpiter o Saturno, pero está orbitando muy cerca de su estrella anfitriona en una órbita que dura menos de cinco días. La estrella, KELT-11, ha comenzado a consumir su combustible nuclear y se está convirtiendo en una gigante roja, por lo que el planeta será engullido por su estrella y no sobrevivirá los próximos cien millones de años.

La encuesta KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope) utiliza dos pequeños telescopios robóticos, uno en Arizona y el otro en Sudáfrica. Los telescopios escanean el cielo noche tras noche, midiendo el brillo de unos cinco millones de estrellas. Los investigadores buscan estrellas que parecen atenuarse ligeramente a intervalos regulares, lo que puede indicar que un planeta está orbitando esa estrella y eclipsandola. Luego, los investigadores usan otros telescopios para medir el "bamboleo" gravitacional de la estrella, el ligero tirón que un planeta ejerce sobre la estrella mientras orbita, para verificar que el oscurecimiento, llamado "tránsito, "se debe a un planeta y para medir la masa del planeta.

Científicos y ciudadanos buscan cielo

Pepper construyó los dos telescopios utilizados en la encuesta KELT, que dirige con investigadores de la Universidad de Vanderbilt, Universidad del Estado de Ohio, Fisk University y el Observatorio Astronómico de Sudáfrica. Entre los más de 30 contribuyentes a la investigación se encuentran socios de la NASA, Universidad Harvard, Universidad de Pennsylvania, Universidad de Princeton y Universidad de California en Berkeley. El estudiante graduado de física de la Universidad de Lehigh, Jonathan Labadie-Bartz, es miembro del equipo de KELT y coautor del artículo. Unos 40 "científicos ciudadanos" en 10 países de cuatro continentes también han contribuido al proyecto KELT y varios contribuyeron directamente al descubrimiento de KELT-11b y son coautores del artículo.

Si bien varios proyectos que utilizan pequeños telescopios robóticos han encontrado cientos de planetas orbitando otras estrellas, y telescopios espaciales como la misión Kepler de la NASA han descubierto miles, la mayoría de esos planetas orbitan estrellas débiles. lo que dificulta la medición precisa de las propiedades de los planetas.

"El proyecto KELT está diseñado específicamente para descubrir algunos planetas científicamente valiosos que orbitan alrededor de estrellas muy brillantes, y KELT-11b es un excelente ejemplo de eso, "Dijo Pepper. La estrella, KELT-11, es el más brillante del hemisferio sur conocido por albergar un planeta en tránsito en más de una magnitud y el sexto hospedador de tránsito más brillante descubierto hasta la fecha. Los planetas descubiertos por la encuesta KELT serán observados en detalle por grandes telescopios espaciales como el Hubble y Spitzer y el telescopio espacial James Webb. programado para lanzarse en 2018, comprender cómo se forman y evolucionan los planetas y cómo se comportan sus atmósferas, Dijo Pepper.

Los investigadores de KELT se propusieron descubrir planetas gigantes gaseosos que orbitan estrellas brillantes, pero no esperaba encontrar planetas con tan poca masa y tamaños tan grandes. Ubicado en el cielo del sur, El KELT-11b "extraordinariamente inflado" es el tercer planeta de menor densidad con una masa y un radio medidos con precisión que se ha descubierto. "Nos sorprendió mucho la densidad sorprendentemente baja de este planeta, "Dijo Pepper." Es extremadamente grande para su masa. Tiene una quinta parte de la masa de Júpiter, pero está hinchado en este planeta realmente subdenso ".

Aunque los investigadores están debatiendo la causa de la inflación de KELT-11b, un estudio más detallado del planeta podría proporcionar información adicional sobre el mecanismo que causa los planetas inflados, Dijo Pepper. La gran atmósfera del planeta también brinda buenas oportunidades para desarrollar técnicas necesarias para identificar sustancias químicas en las atmósferas de los planetas para evaluar la habitabilidad o los productos de la vida en las atmósferas de otros planetas.

"No conocemos planetas o estrellas reales similares a la Tierra para los que podamos medir sus atmósferas, aunque esperamos descubrir más en los próximos años, ", Dijo Pepper." Estos planetas (de gas gigante) son los estándares de oro o bancos de pruebas para aprender a medir las atmósferas de los planetas ".

La investigación fue apoyada por la National Science Foundation, NASA y una variedad de universidades y fundaciones.