TOI-700 D: un exoplaneta del tamaño de la Tierra en su estrella "Encerrada dorada" Zona

Desde la primera exoplaneta fue descubierto hace una generación, los astrónomos han aprendido a esperar lo inesperado. Durante más de veinte años, se ha descubierto un fantástico tesoro oculto de extraños mundos maravillosos. De hecho, algunos de estos planetas muy extraños, en órbita alrededor de estrellas más allá de nuestro Sol, son tan extraños que los astrónomos nunca pensaron que algo así pudiera existir realmente en el Cosmos, es decir, hasta que fueron descubiertos. Dejando de lado los extraños mundos distantes, el Santo Grial de los astrónomos buscadores de planetas ha sido durante mucho tiempo encontrar mundos más parecidos a su hogar. En enero de 2020, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de un mundo tan buscado durante mucho tiempo: el primero en ser encontrado por la NASA. Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS). El distante planeta del tamaño de la Tierra está cómodamente ubicado en el centro de su estrella. zona habitable Él zona habitable de una estrella es ese rango de distancias «Ricitos de oro» donde las condiciones no son demasiado calientes, ni demasiado frías, sino «perfectas» para que el agua líquida se acumule en la superficie. Donde existe agua líquida, la vida tal como la conocemos también puede existir.

El mundo similar a la Tierra, llamado TOI-700dorbita una pequeña estrella enana roja denominada TOI-700, que está a sólo 101,4 años luz de distancia en el Dorado constelación. Esa estrella es el anfitrión estelar conocido más brillante de un tránsito zona habitable, Mundo del tamaño de la Tierra. El acrónimo «TOI» se refiere a estrellas y exoplanetas estudiados por tess. La estrella enana roja, TOI-700es de clase espectral METRO, y es el 40% de la masa, el 40% del radio y el 50% de la temperatura de nuestro Sol. La estrella brillante también muestra bajos niveles de actividad estelar. Las estrellas enanas rojas son las más pequeñas, así como las más abundantes, verdaderas estrellas de fusión nuclear en nuestra Vía Láctea. Debido a que son tan pequeños y geniales, pueden «vivir» por trillones de años. Por el contrario, nuestro Sol algo más grande sólo puede «vivir» durante 10 mil millones años. Las estrellas muy masivas solo pueden «vivir» durante millones de años porque su intenso calor hace que quemen su suministro de combustible nuclear más rápidamente que sus parientes estelares más pequeños. Cuanto más grande es la estrella, más corta es su «vida».

El primer descubrimiento científico de un exoplaneta se realizó en 1988. Posteriormente, la primera detección validada se realizó en 1992, con el descubrimiento de varios planetas de masa terrestre en órbita alrededor del púlsar. PSR B1257+12. Un púlsar son los restos de una estrella masiva que ha terminado su «vida» en una explosión de supernova de colapso del núcleo (Tipo II). Los púlsares son estrellas de neutrones jóvenes que nacen girando rápidamente con una regularidad frecuentemente comparada con un faro en la Tierra. Son objetos del tamaño de una ciudad que son tan densos que una cucharadita llena de su material puede pesar tanto como una manada de caballos salvajes. En efecto, estas estrellas de neutrones bebés son un enorme núcleo atómico. Un púlsar fue uno de los últimos objetos estelares que los astrónomos pensaron que albergaría una familia de planetas, es decir, hasta que fueron descubiertos. Los planetas pulsar fueron los primeros de una larga serie de extraños descubrimientos de exoplanetas. Son pequeños mundos hostiles que son bañados sin piedad con los letales rayos de radiación de su púlsar padre.

La primera confirmación de un exoplaneta, que orbita alrededor de una estrella «normal» que quema hidrógeno como nuestro Sol, se realizó en 1995. Este nuevo descubrimiento también resultó ser un bicho raro sorprendente: un planeta gigante girando rápido y cerca de su estelar abrasador. padre. El planeta, 51 Pegaso bestá en una órbita tostada de 4 días alrededor de su estrella, 51 pegasos. Resultó que este gran «asador» planetario fue el primero de una clase nueva e imprevista de exoplanetas…Júpiteres calientes–por descubrir. Ya que 51 clavijas b descubrimiento, se han observado muchos otros de su extraño tipo en órbita alrededor de estrellas más allá de nuestro Sol.

Algunos exoplanetas han sido fotografiados directamente por telescopios. Sin embargo, la gran mayoría se han descubierto a través de métodos indirectos, como el método de tránsito, en el que se encuentra un planeta flotando frente a la cara deslumbrante de su estrella madre. Otro método indirecto, el velocidad radial método–depende de la detección de un pequeño bamboleo que un planeta en órbita induce en su estrella. Ambos método de tránsito y el método de velocidad radial favorecen el descubrimiento de planetas masivos que están situados cerca de su estrella madre ardiente y abrasadora, en lugar de mundos más pequeños similares a la Tierra que giran alrededor de su estrella a una distancia mayor y más cómoda.

A partir del 1 de enero de 2020, hay 4160 exoplanetas confirmados que habitan en 3090 sistemas, con 676 sistemas que albergan más de un planeta solitario.

TOI-700d

Astrónomos confirmados de tess descubrimiento de TOI-700d usando el infrarrojo de la NASA Telescopio espacial Spitzery han creado modelos informáticos de los entornos potenciales del planeta para ayudar a informar futuras misiones.

TOI-700d tiene la importante distinción de ser uno de los pocos planetas del tamaño de la Tierra descubiertos hasta ahora que están en órbita dentro de la habitación habitable de su estrella madre. Encerrada dorada zona. Otros incluyen varios planetas que habitan dentro del TRAPENISTA-1 sistema, así como algunos otros mundos distantes descubiertos por la NASA Telescopio espacial Kepler.

«tess fue diseñado y lanzado específicamente para encontrar planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas cercanas. Los planetas alrededor de estrellas cercanas son más fáciles de seguir con telescopios objetivo en el espacio y en la Tierra. Descubriendo TOI-700d es un hallazgo científico clave para tess. Confirmando el tamaño del planeta y el estado de la zona habitable con Spitzer es otra victoria para Spitzer a medida que se acerca el final de las operaciones científicas este enero», explicó el Dr. Paul Hertz en un comunicado de la NASA del 6 de enero de 2020 Comunicado de prensa del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). El Dr. Hertz es director de astrofísica en la sede de la NASA en Washington. Él JPL está en Pasadena, California.

tess monitorea grandes franjas del cielo, que se denominan secciones, durante 27 días a la vez. Esta mirada prolongada y continua permite al satélite detectar alteraciones en el brillo estelar causadas por un planeta en órbita, flotando frente a la cara deslumbrante de su estrella, desde nuestra perspectiva. (tránsito). Los astrónomos detectaron múltiples tránsitos por TOI-700 trío de planetas.

TOI-700 fue originalmente mal clasificado en el tess base de datos como una estrella más similar a nuestro propio Sol, en lugar de la estrella enana roja más pequeña y más fría que resultó ser. Esto significa que al principio el trío de planetas en órbita parecía ser más grande y más caliente de lo que realmente es. Varios investigadores, incluido Alton Spencer, un estudiante de secundaria que trabaja con miembros del tess equipo, descubrió el error.

«Cuando corregimos los parámetros de la estrella, los tamaños de los planetas se redujeron y nos dimos cuenta de que el más externo tenía aproximadamente el tamaño de la Tierra y en el zona habitable. Además, en 11 meses de datos no vimos destellos de la estrella, lo que mejora las posibilidades TOI-700d es habitable y hace que sea más fácil modelar sus condiciones atmosféricas y superficiales», señaló Emily Gilbert en el 6 de enero de 2020 Comunicado de prensa del JPL. Gilbert es un estudiante de posgrado en la Universidad de Chicago.

La Sra. Gilbert y otros científicos presentaron los hallazgos en la reunión número 235 de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS) celebrada en Honolulu, Hawái, en enero de 2020. Tres artículos que describen los nuevos hallazgos, uno de los cuales fue dirigido por la Sra. Gilbert, han sido enviado a revistas científicas.

El más interno del trío de planetas, denominado TOI-700b, es casi exactamente del mismo tamaño que la Tierra. Probablemente sea un mundo rocoso que completa una órbita cada 10 días. El planeta del medio, llamado TOI-700ces 2,6 veces más grande que la Tierra, entre los tamaños de la Tierra y Neptuno. TOI-700c orbita a su estrella madre cada 16 días y es probable que sea un mundo gaseoso. TOI-700del planeta más exterior conocido que habita el sistema y el único situado en Goldilocks zona habitablemide un 20% más que la Tierra y orbita su estrella cada 37 días. TOI-700d recibe el 86% de la energía de su padre estelar que el El Sol proporciona a la Tierra. Se cree que los tres planetas están bloqueados por mareas con su estrella. Esto significa que giran una vez por órbita, de modo que un lado disfruta constantemente del brillo de la luz del día.

Un equipo de astrónomos dirigido por el Dr. Joseph Rodríguez, astrónomo de la Harvard-Smithsoniano Centro de Astrofísica (CfA)en Cambridge, Massachusetts, solicitó observaciones de seguimiento con Spitzer para confirmar TOI-700 d.

«Dado el impacto de este descubrimiento, que es de tess primero zona habitable Planeta del tamaño de la Tierra: realmente queríamos que nuestra comprensión de este sistema fuera lo más concreta posible. Spitzer vio TOI-700 d tránsito exactamente cuando lo esperábamos. Es una gran adición al legado de una misión que ayudó a confirmar dos de los TRAPENISTA-1 planetas e identificar cinco más», comentó el Dr. Rodríguez en el 6 de enero de 2020 Comunicado de prensa del JPL.

Él Spitzer Los datos aumentaron la confianza de los astrónomos de que TOI 700d es realmente un planeta, y también hizo más precisas sus mediciones de su período orbital en un 56% y su tamaño en un 36%. Además, descartó otras posibles fuentes astrofísicas de la tránsito señal, como la existencia de una estrella compañera más pequeña y más débil que acecha en el sistema.

El Dr. Rodríguez y su equipo también usaron observaciones de seguimiento obtenidas de un telescopio terrestre de 1 metro en el Observatorio Las Cumbres red para mejorar la confianza de los astrónomos en el período orbital y el tamaño de TOI-700c en un 30% y 36%, respectivamente.

Porque TOI-700 no muestra signos de erupciones estelares, es brillante y está cerca, el sistema es un objetivo principal para las mediciones de masa exactas por parte de los observatorios terrestres que están disponibles actualmente. Estas medidas podrían potencialmente validar las estimaciones de los astrónomos de que los planetas interior y exterior que giran alrededor de esta pequeña enana roja son rocosos y que el planeta del medio está compuesto de gas.

Las misiones futuras pueden ser capaces de determinar si el trío de planetas tiene atmósferas y, si las tienen, incluso identificar sus composiciones.

Aunque las condiciones exactas en TOI-700 d son actualmente desconocidos, los astrónomos pueden usar la información que está disponible actualmente para crear modelos y hacer predicciones. La información ahora disponible indica tanto el tamaño como el tipo de estrella que orbita. Astrónomos de la NASA Centro de vuelo espacial Goddard (GSFC) en Greenbelt, Maryland, creó modelos de 20 entornos potenciales de TOI-700 d para determinar si alguna versión daría como resultado temperaturas y presiones superficiales que la harían habitable.

Sus modelos climáticos en 3D examinaron una variedad de composiciones atmosféricas y tipos de superficie normalmente asociados con lo que los científicos consideran mundos potencialmente habitables. Porque TOI-700d está bloqueado por mareas con su padre estelar, los patrones de viento del planeta y las formaciones de nubes pueden ser muy diferentes a las de nuestro propio planeta.

Una simulación incluía un océano cubierto TOI-700 d. Ese modelo también incluía una atmósfera densa dominada por dióxido de carbono para este mundo distante. Este tipo de atmósfera es similar a la que muchos científicos proponen que rodeaba a Marte cuando era joven. La atmósfera modelo también luce una capa profunda de nubes en el lado que mira hacia las estrellas. Otro modelo retrata TOI-700d como un mundo sin nubes, esa es una versión completa de la Tierra. En este tipo de mundo, los vientos se alejan rápidamente del lado nocturno del planeta y luego convergen en el punto que mira directamente al resplandor de la estrella madre.

Cuando la luz de las estrellas fluye a través de la atmósfera de un planeta, baila con moléculas como el dióxido de carbono y el nitrógeno para formar señales distintas. Estas señales se denominan líneas espectrales. El equipo de científicos de modelado, dirigido por la Dra. Gabrielle Englemann-Suissa, una Asociación de Universidades de Investigación Espacial asistente de investigación visitante en Goddard, produjo espectros simulados para las 20 versiones modeladas de TOI-700d.

«Algún día, cuando tengamos espectros reales de TOI-700d, podemos retroceder y luego hacer coincidir eso con un modelo. Es emocionante porque no importa lo que descubramos sobre el planeta, se verá completamente diferente de lo que tenemos aquí en la Tierra”, dijo la Dra. Englemann-Suissa a la prensa el 6 de enero de 2020.

Deja un comentario