En una deliciosa alineación de astronomía y matemáticas, Los científicos del MIT y otros lugares han descubierto una "Tierra pi", un planeta del tamaño de la Tierra que gira alrededor de su estrella cada 3,14 días. en una órbita que recuerda a la constante matemática universal.

Los investigadores descubrieron señales del planeta en datos tomados en 2017 por la misión K2 del Telescopio Espacial Kepler de la NASA. Al concentrarse en el sistema a principios de este año con SPECULOOS, una red de telescopios terrestres, el equipo confirmó que las señales eran de un planeta que orbitaba su estrella. Y de hecho, el planeta parece todavía estar dando vueltas a su estrella hoy, con un período similar a pi, cada 3,14 días.

"El planeta se mueve como un reloj, "dice Prajwal Niraula, estudiante de posgrado en el Departamento de Tierra del MIT, Ciencias Atmosféricas y Planetarias (EAPS), quien es el autor principal de un artículo publicado hoy en el Diario astronómico , titulado:"π Tierra:un planeta del tamaño de la Tierra de 3,14 días de la cocina de K2 servido caliente por el equipo de SPECULOOS".

"Todo el mundo necesita divertirse un poco estos días, "dice el coautor Julien de Wit, tanto del título del artículo como del descubrimiento del propio planeta pi.

Extracción de planetas

El nuevo planeta está etiquetado como K2-315b; es el sistema planetario número 315 descubierto dentro de los datos de K2, a solo un sistema de un lugar aún más fortuito en la lista.

Los investigadores estiman que K2-315b tiene un radio de 0,95 que el de la Tierra, haciéndolo casi del tamaño de la Tierra. Orbita un fresco estrella de baja masa que tiene aproximadamente una quinta parte del tamaño del sol. El planeta gira alrededor de su estrella cada 3,14 días, a una velocidad vertiginosa de 81 kilómetros por segundo, o alrededor de 181, 000 millas por hora.

Si bien su masa aún no se ha determinado, los científicos sospechan que K2-315b es terrestre, como la Tierra. Pero es probable que el planeta pi no sea habitable, a medida que su órbita estrecha acerca al planeta lo suficiente a su estrella como para calentar su superficie hasta 450 kelvin, o alrededor de 350 grados Fahrenheit, perfecto, como resulta, para hornear pastel real.

"Esto sería demasiado caluroso para ser habitable en el entendimiento común de la frase, "dice Niraula, quien agrega que la emoción en torno a este planeta en particular, aparte de sus asociaciones con la constante matemática pi, es que puede resultar un candidato prometedor para estudiar las características de su atmósfera.

"Ahora sabemos que podemos minar y extraer planetas a partir de datos de archivo, y con suerte no quedarán planetas atrás, especialmente estos realmente importantes que tienen un alto impacto, "dice de Wit, que es profesor asistente en EAPS, y miembro del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.

Los coautores del MIT de Niraula y de Wit incluyen a Benjamin Rackham y Artem Burdanov, junto a un equipo de colaboradores internacionales.

Caídas en los datos

Los investigadores son miembros de SPECULOOS, un acrónimo de The Search for Habitable Planets EClipsing ULtra-COOl Stars, y el nombre de una red de cuatro telescopios de 1 metro en el desierto de Atacama de Chile, que escanean el cielo a través del hemisferio sur. Más reciente, la red agregó un quinto telescopio, que es el primero en ubicarse en el hemisferio norte, llamado Artemis, un proyecto que fue encabezado por investigadores del MIT.

Los telescopios SPECULOOS están diseñados para buscar planetas similares a la Tierra alrededor, enanos ultrafríos:pequeños, estrellas tenues que ofrecen a los astrónomos una mejor oportunidad de detectar un planeta en órbita y caracterizar su atmósfera, ya que estas estrellas carecen del resplandor de mucho más grande, estrellas más brillantes.

"Estos enanos ultrafríos están esparcidos por todo el cielo, ", Dice Burdanov." Los estudios terrestres dirigidos como SPECULOOS son útiles porque podemos observar estos enanos ultrafríos uno por uno ".

En particular, los astrónomos observan estrellas individuales en busca de signos de tránsitos, o caídas periódicas a la luz de una estrella, que señalan un posible planeta cruzando frente a la estrella, y bloqueando brevemente su luz.

A principios de este año, Niraula se encontró con un enano frío, ligeramente más cálido que el umbral comúnmente aceptado para un enano ultrafrío, en los datos recopilados por la campaña K2, la segunda misión de observación del Telescopio Espacial Kepler, que monitoreaba astillas del cielo mientras la nave espacial orbitaba alrededor del sol.

Durante varios meses en 2017, el telescopio Kepler observó una parte del cielo que incluía a la enana fría, etiquetado en los datos de K2 como EPIC 249631677. Niraula examinó este período y encontró alrededor de 20 caídas a la luz de esta estrella, que parecía repetirse cada 3,14 días.

El equipo analizó las señales, probar diferentes escenarios astrofísicos potenciales para su origen, y confirmó que las señales probablemente provenían de un planeta en tránsito, y no un producto de otros fenómenos como un sistema binario de dos estrellas en espiral.

Luego, los investigadores planearon observar más de cerca la estrella y su planeta en órbita con SPECULOOS. Pero primero, tenían que identificar una ventana de tiempo en la que estarían seguros de tomar un tránsito.

"Definir la mejor noche para realizar un seguimiento desde el suelo es un poco complicado, "dice Rackham, quien desarrolló un algoritmo de pronóstico para predecir cuándo podría ocurrir un nuevo tránsito. "Incluso cuando vea esta señal de 3,14 días en los datos de K2, hay una incertidumbre en eso, que se suma con cada órbita ".

Con el algoritmo de pronóstico de Rackham, el grupo se redujo en varias noches en febrero de 2020 durante las cuales era probable que vieran el planeta cruzando frente a su estrella. Luego apuntaron los telescopios de SPECULOOS en la dirección de la estrella y pudieron ver tres tránsitos claros:dos con los telescopios del hemisferio sur de la red, y el tercero de Artemisa, en el hemisferio norte.

Los investigadores dicen que el nuevo planeta pi puede ser un candidato prometedor para el seguimiento del Telescopio Espacial James Webb (JWST), para ver detalles de la atmósfera del planeta. Por ahora, el equipo está analizando otros conjuntos de datos, como de la misión TESS de la NASA, y también están observando directamente los cielos con Artemis y el resto de la red SPECULOOS, en busca de signos de planetas similares a la Tierra.

"Habrá planetas más interesantes en el futuro, justo a tiempo para JWST, un telescopio diseñado para sondear la atmósfera de estos mundos alienígenas, "dice Niraula." Con mejores algoritmos, Ojalá un día, podemos buscar planetas más pequeños, incluso tan pequeño como Marte ".