Impresión artística de un sistema de cinco exoplanetas. Crédito:NASA/JPL-Caltech
Mientras observa el sistema estelar HD 23472 con el espectrógrafo ESPRESSO (ESO), un equipo dirigido por la investigadora del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3) Susana Barros (IA &Dep. de Física e Astronomia—Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) , encontró tres súper-Tierras y dos súper-Mercurios. Este último tipo de exoplaneta sigue siendo muy raro:contando estos dos, solo hay ocho supermercurios conocidos.
El objetivo del estudio, publicado hoy en la revista Astronomy &Astrophysics , fue caracterizar la composición de los planetas pequeños y comprender cómo cambia con la posición del planeta, la temperatura y las propiedades estelares. Susana Barros dice que el equipo tuvo como objetivo "estudiar la transición entre tener o no tener una atmósfera, lo que podría estar relacionado con la evaporación de la atmósfera debido a la irradiación de la estrella. El equipo encontró que este sistema está compuesto por tres súper-Tierras con una atmósfera importante y, sorprendentemente, dos supermercurios, que son los planetas más cercanos a la estrella".
De los cinco planetas del sistema HD 23472, tres tienen masas más pequeñas que la Tierra. Estos se encuentran entre los exoplanetas más ligeros cuyas masas se midieron utilizando el método de velocidad radial, que solo fue posible gracias a la altísima precisión de ESPRESSO, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, en Chile. Y la presencia no de uno, sino de dos super-Mercuries, dejó al equipo con ganas de ir más allá.
Densidad de planetas rocosos conocidos en función de la fracción estimada de masa de hierro a silicato del disco protoplanetario. La línea continua negra muestra la correlación de los exoplanetas conocidos (puntos azules) excluyendo los supermercurios potenciales (puntos marrones). Los símbolos negros representan los planetas de nuestro Sistema Solar:de arriba a abajo, Mercurio, Marte, la Tierra y Venus. Crédito:Barros et al. 2022
El planeta Mercurio, en el sistema solar, tiene un núcleo relativamente más grande y un manto relativamente más pequeño que los otros planetas, pero los astrónomos no saben por qué. Algunas posibles explicaciones involucran un impacto gigante que eliminó parte del manto del planeta, o parte del manto de Mercurio podría haberse evaporado debido a su alta temperatura. Sorprendentemente, recientemente se encontraron otros exoplanetas con características similares, llamados supermercurios, alrededor de otras estrellas.
Barros dice:"Por primera vez, hemos descubierto un sistema con dos supermercurios. Esto nos permite obtener pistas sobre cómo se formaron estos planetas, lo que podría ayudarnos a excluir algunas posibilidades. Por ejemplo, si un impacto lo suficientemente grande como para crear un super-Mercurio ya es muy poco probable, dos impactos gigantes en el mismo sistema parece muy improbable. Todavía no sabemos cómo se forman estos planetas, pero parece estar conectado a la composición de la estrella madre. Este nuevo sistema puede ayudarnos a averiguarlo".
Gráfica de radio versus masa, con exoplanetas HD 23472 (puntos negros) en comparación con otros exoplanetas conocidos. La Tierra (estrella azul) y Venus (estrella amarilla) se muestran a modo de comparación. Las líneas discontinuas representan modelos de radio de masa para diferentes composiciones planetarias. El área gris a continuación muestra la máxima eliminación de colisión de la región del manto. Crédito:Barros et al. 2022
El miembro del equipo Olivier Demangeon (IA y DFA-FCUP) dice:"Comprender cómo se formaron estos dos supermercurios requerirá una mayor caracterización de la composición de estos planetas. Como estos planetas tienen radios más pequeños que la Tierra, la instrumentación actual no tiene la sensibilidad para sondear la composición de su superficie, o la existencia y composición de una atmósfera potencial.El futuro Extremely Large Telescope (ELT) y su espectrógrafo de alta resolución ANDES7 de primera generación, por primera vez, proporcionará tanto la sensibilidad y precisión para intentar tales observaciones".
Pero el objetivo final es encontrar otras Tierras. "La existencia de la atmósfera nos da una idea de la formación y evolución del sistema y también tiene implicaciones sobre la habitabilidad de los planetas. Me gustaría extender este tipo de estudio a planetas de períodos más largos que tienen temperaturas más favorables", dice Barros.
Foto de la cámara gran angular (WAC) MESSENGER de la NASA del planeta Mercurio. Crédito:NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto Carnegie de Washington
La participación de IA en ESPRESSO es parte de una estrategia más amplia para promover la investigación de exoplanetas en Portugal, mediante la construcción, el desarrollo y la definición de varios instrumentos y misiones espaciales, como la misión Cheops de la ESA, que ya está en órbita. Esta estrategia continuará en los próximos años, con el lanzamiento del telescopio espacial PLATO de la ESA, la misión Ariel, y la instalación del espectrógrafo ANDES en el telescopio más grande de la próxima generación, el ELT de ESO. Astrónomos descubren dos 'súper-Tierras' orbitando una estrella cercana
