Un panorama de las observaciones TESS de la NASA del hemisferio eclíptico norte, mostrando que la estrella TOI-1899, indicado por un símbolo de estrella, se encuentra justo fuera del campo original de la misión espacial Kepler de la NASA (cuadrados en el panorama) y está cerca del plano de la Vía Láctea. Un planeta orbitando la estrella apodado TOI-1899 b, fue detectado por la misión TESS después de 2 meses de observación y es el quinto planeta del tamaño de Júpiter en tránsito por una estrella de baja masa. De estos cinco planetas del tamaño de Júpiter, TOI-1899 b es el único con un período orbital largo (~ 29 días). Crédito:Caleb Cañas, Penn State
Un planeta observado cruzando frente a, o en tránsito, Se ha determinado que una estrella de baja masa tiene aproximadamente el tamaño de Júpiter. Si bien se han descubierto cientos de planetas del tamaño de Júpiter orbitando estrellas más grandes similares al sol, Es raro ver estos planetas orbitando estrellas anfitrionas 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 planeta del tamaño de Júpiter que transita por una estrella de baja masa que se ha 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 Ph.D. estudiante de Penn State y becario de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la NASA.
Detectado originalmente por la nave espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, los astrónomos caracterizaron la masa del planeta, radio, y su período orbital utilizando el Buscador de planetas de la zona habitable (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. Un artículo que describe la investigación aparece en la edición de septiembre de 2020 de la Diario astronómico y es de acceso público en arXiv.
"Un planeta en tránsito del tamaño de Júpiter es susceptible de más observaciones para ver qué tan bien está alineada la 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 en comparación con planetas similares detectados con el telescopio espacial Kepler de la NASA ".
La estrella anfitriona, TOI-1899, es una estrella de baja masa (enana M) a unos 419 años luz de distancia de la Tierra. El planeta, TOI-1899 b, es dos tercios de la masa de Júpiter, diez por ciento más grande en radio que Júpiter, y es de 0,16 unidades astronómicas (AU), una medida definida como la distancia entre la Tierra y el sol, de su estrella anfitriona, de modo que un año completo en TOI-1899 toma solo 29 días terrestres. Para comparacion, los otros cuatro planetas del tamaño de Júpiter en tránsito alrededor de estrellas comparables completan sus órbitas en menos de 4 días.
El tránsito único, indicado por la inmersión, del planeta TOI-1899 b pasando frente a su estrella anfitriona detectado por la misión TESS de la NASA. El evento único de 5 horas solo puede revelar el tamaño del planeta y una caracterización detallada de los datos requeridos del objeto en tránsito del Espectrógrafo Buscador de Planetas de la zona habitable, un espectrógrafo de infrarrojo cercano dirigido por Penn State recientemente instalado en el Telescopio Hobby-Eberly de 10 m en el Observatorio McDonald en Texas. Crédito:Caleb Cañas, Penn State
El planeta fue detectado por TESS utilizando el método de tránsito, que busca estrellas que muestren caídas periódicas en su brillo como un signo revelador de un objeto en órbita que cruza frente a la estrella y bloquea una parte de su luz. Más tarde, la señal se confirmó como un planeta utilizando observaciones de precisión del espectrógrafo HPF que miden la masa del planeta al analizar cómo causa que su anfitrión comience a oscilar.
Desde una perspectiva de formación y evolución orbital, no hay una línea divisoria clara entre los cálidos Júpiter y los grandes planetas aún más cercanos a sus estrellas anfitrionas, los Júpiter calientes más comúnmente descubiertos.
"Júpiter cálidos como TOI-1899 b orbitan sorprendentemente cerca de su estrella, "dijo Rebekah Dawson, profesor asistente de astronomía y astrofísica en Penn State y autor del artículo. "Aunque el período orbital del planeta es largo en comparación con muchos otros planetas gigantes detectados y caracterizados mediante el método de tránsito, todavía coloca al planeta gigante mucho más cerca de su estrella de lo que esperaríamos de las teorías de formación clásicas. Caracterización detallada de sus propiedades físicas y orbitales, arquitectura del sistema, y las estrellas anfitrionas, como ha hecho el equipo de HPF para TOI-1899 b, nos permiten probar teorías sobre cómo los planetas gigantes pueden formarse o desplazarse tan cerca de su estrella ".
El buscador de planetas de la zona habitable se entregó al telescopio Hobby Eberly de 10 m en el Observatorio McDonald a fines de 2017, e inició operaciones científicas completas a finales de 2018. HPF está diseñado para detectar y caracterizar planetas en la zona habitable, la región alrededor de la estrella donde un planeta podría contener agua líquida en su superficie, alrededor de estrellas enanas M cercanas, pero también es capaz de realizar mediciones sensibles para planetas fuera de la zona habitable.
"Este cálido Júpiter es un objetivo convincente para la caracterización atmosférica con próximas misiones como el telescopio espacial James Webb, "dijo Suvrath Mahadevan, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State, el investigador principal del espectrógrafo HPF, y autor del artículo. "HPF fue fundamental para ayudarnos a confirmar esto, pero detectar un segundo tránsito es importante para precisar su período ".
Además de los datos de HPF, Se obtuvieron datos adicionales con el Telescopio de 3.5 m en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO) en Arizona y el Telescopio Shane de 3 m en el Observatorio Lick para imágenes de alto contraste y observaciones fotométricas con el Telescopio WIYN de 0.9 m en KPNO, Telescopio ARCSAT de 0,5 m en el Observatorio Apache Point, y el telescopio de 0,43 m del Observatorio Richard S. Perkin de Nueva York.
