30/12/2019.- Seis exoplanetas recién descubiertos han sido observados orbitando tan cerca de sus estrellas anfitrionas que literalmente se están evaporando, creando un anillo de escombros. El descubrimiento de los planetas fue publicado la semana pasada, en tres artículos separados en Nature Astronomy, se identificó utilizando una nueva técnica que primero buscó ese anillo de escombros. Por lo tanto, es un método eficiente para encontrar pequeños planetas que orbitan extremadamente cerca de su estrella, que han eludido por mucho tiempo la detección. Además, los estudios de seguimiento deberían permitir a los astrónomos investigar la geología de estos mundos de "atmosferas amputadas" y comprender mejor cómo se forman y evolucionan tales planetas, quizás incluso arrojando luz sobre las rarezas dentro de nuestro propio sistema solar.
En 2009, Carole Haswell, astrónoma de la Open University de Inglaterra, observó el exoplaneta Wasp-12b, (un mundo similar a Júpiter que orbita a su estrella anfitriona tan apretadamente, que un año que dura solo 26 horas), cuando notó algo extraño sobre su estrella madre. Las capas exteriores calientes de su atmósfera conocidas como la cromosfera parecían estar ausentes. Y tenía la impresión de que el planeta orbitando de forma tan cercana a la estrella podría ser el culpable. En ese momento, los astrónomos se dieron cuenta de que este mundo estaba tan caliente, que los confines de su atmósfera estaban hirviendo en el espacio.
"Están demasiado cerca del fuego", dice David Grinspoon, científico del Instituto de Ciencia Planetaria que no participó en el estudio. "Es como si estuvieras asando un malvavisco y lo colocas demasiado cerca del fuego, ¡y puf!" Haswell planteó la hipótesis de que el rastro de gas resultante del planeta absorbía las mismas longitudes de onda de luz que emite la cromosfera de la estrella, haciéndola parecer oscura.
La idea era tentadora. Sugirió que los astrónomos podrían buscar estrellas con la misma firma, una cromosfera "faltante", para apuntar a los exoplanetas cercanos. Además, si los astrónomos usaran esta nueva técnica para examinar las estrellas cercanas ya bien estudiadas, probablemente encontrarían mundos pequeños dado que los grandes ya habían sido descubiertos a través de otros métodos. Eso sería particularmente valioso porque, hasta la fecha, los pequeños exoplanetas han demostrado ser muy difíciles de encontrar.
Entonces la científica Haswell emprendió una misión. Ella y sus colegas buscaron datos de 2.700 estrellas similares al sol cercanas y descubrieron que 39 parecían perder sus cromosferas. Luego, el equipo utilizó un instrumento de búsqueda de planetas en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio Europeo Austral en el Observatorio La Silla en Chile para observar de cerca.
"Lo que encontramos fue un éxito más allá de mis sueños más locos", dice Haswell. Su equipo descubrió planetas alrededor de las primeras tres estrellas que pudieron observar en detalle. Y estos sistemas son bastante salvajes. La estrella DMPP-1 alberga múltiples planetas con tres planetas internos (3.5 a 10 veces la masa de la Tierra) y un planeta externo más pesado que Neptuno. La estrella DMPP-2 alberga un planeta con una masa aproximadamente la mitad de la de Júpiter en una órbita de cinco días; el mundo había sido pasado por alto debido a las pulsaciones estelares de DMPP-2. Y la estrella DMPP-3 alberga un pequeño planeta aproximadamente el doble de la masa de la Tierra y también una segunda estrella que orbita a una distancia mayor.
Todos los planetas recién descubiertos orbitan sus estrellas sustancialmente más cerca que Mercurio que el sol, y muchos de ellos son bastante pequeños, a la par de mundos rocosos como la Tierra. "Creemos que estamos identificando una población oculta de planetas", dice el coautor John Barnes, también de la Universidad Abierta.
Grinspoon llamó al estudio "ingenioso". Durante mucho tiempo pensó que sabríamos poco sobre los exoplanetas. "Pero luego tienes estas técnicas increíblemente inteligentes que la gente sigue ideando", dice. "Leí acerca de ellos y pensé 'Seré condenado, descubrieron una forma de hacer esto'". Y para mí, este es otro paso en esa progresión ".
Los resultados no solo muestran una nueva técnica que permitirá a los astrónomos descubrir estos planetas de manera eficiente, sino que también apuntan a una serie de estudios de seguimiento que podrían permitirles a los astrónomos comprender estos mundos con increíble detalle. Para confirmar la existencia de los planetas, el equipo utilizó el método de "velocidad radial", que busca las oscilaciones en el movimiento de una estrella inducido por los tirones gravitacionales de los mundos que lo acompañan. Sin embargo, el equipo sospecha que muchos de estos planetas también serán detectables a través de la técnica de "tránsito", que detecta pequeñas caídas en la luz estelar causadas cuando un planeta cruza frente a su estrella anfitriona como se ve desde la Tierra. Las mediciones de velocidad radial permiten a los astrónomos estimar las masas de los planetas, mientras que los tránsitos les permiten medir Son del tamaño de mundos. Cuando se combinan, las dos técnicas pueden revelar una densidad para cada planeta, un paso crucial para comprender mejor la composición de un mundo. Además, los astrónomos pueden obtener una mejor comprensión de la geología de los planetas en ablación estudiando los discos de escombros que rodean a sus estrellas anfitrionas, buscando la presencia de varios elementos químicos por su absorción de longitudes de onda específicas de la luz de las estrellas.
Grinspoon se complace en utilizar esta técnica para comprender mejor cómo evolucionan los planetas, especialmente en sus primeras etapas, cuando sus jóvenes estrellas anfitrionas pueden lanzarles violentos estallidos de radiación intensa. "Esto puede ser una ventana a esa fase en particular", dice. Toma a Venus como ejemplo. Algunos modelos sugieren que el planeta podría haber albergado océanos durante miles de millones de años, lo que significa que el mundo ahora tórrido y tóxico alguna vez fue eminentemente similar a la Tierra y habitable. Pero la veracidad de tales ideas depende de la actividad de nuestro joven sol. Se cree que una Venus recién nacida era un "mundo de magma", que se habría convertido en un "mundo de vapor" a medida que se enfriaba, expulsando rápidamente su agua al vapor, como los pequeños planetas que el equipo de Haswell descubrió. Alternativamente, Venus podría haber experimentado una fase intermedia, en la cual su vapor se condensó y llovió sobre la superficie, creando un océano. Cuándo y cómo el sol bombardeó a la joven Venus es el árbitro más probable entre estos dos destinos planetarios muy diferentes. Y así, al comprender mejor este proceso en otros sistemas, podríamos comprender mejor lo que ocurrió temprano en nuestro propio sistema solar.
Pero antes de que Haswell y sus colegas planeen realizar estudios de seguimiento, seguirán estudiando los otros sistemas que probablemente alberguen planetas cercanos. Con solo tres completamente observados, les quedan 36 en su lista de tareas pendientes. Afortunadamente, acaban de recibir el tiempo del telescopio por 10 noches a principios del próximo año. "Es un buen regalo de Navidad".