Recientemente se ha producido el anuncio espectacular de un nuevo exoplaneta con condiciones excepcionales. Su nombre es LHS 1140 b (o GJ 3053 b). Este planeta, junto a Proxima b y TRAPPIST-1 e, f y g, forma una selecta y exclusiva relación de planetas potencialmente habitables, que muestran condiciones extraordinarias de observabilidad.
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| Representación artística del planeta LHS 1140 b (Crédito: M. Weiss, CfA) |
Estos nuevos planetas potencialmente habitables se caracterizan, no sólo por sus buenas expectativas de habitabilidad teórica, sino por el hecho de que en unos 10 años sabremos mucho más sobre ellos. En unos años estaremos analizando biomarcadores en sus atmósferas...
Sin duda, se inicia un Nueva Era en la Ciencia de los Exoplanetas.
Recientemente, escribíamos sobre Kepler-62 f, un planeta sumamente interesante, con una habitabilidad intrigante, quizá incluso más favorable que Proxima b, LHS 1140 b o TRAPPIST-1 e. Ahora conocemos el periodo y el semieje mayor de la órbita de Kepler-62 f y el radio del planeta. Dentro de 10 años seguiremos sabiendo lo mismo. No es previsible que aumentemos mucho más nuestro conocimiento sobre este planeta ubicado a 1.200 años luz.
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| LHS 1140 b (Crédito: ESO, spaceengine.org) |
Por su parte, el planeta LHS 1140 b, al igual que algunos de los planetas de TRAPPIST-1, combina unas buenas posibilidades de habitabilidad con tránsitos en estrellas cercanas. Sus magnitudes son K=8,8 para LHS 1140 b y K=10,3 para TRAPPIST-1 en el infrarrojo.
Y hay muchos.
Es alucinante pensar que entre las estrellas más próximas puede haber muchos planetas como LHS 1140 b o TRAPPIST-1 e. Tienen que existir decenas de planetas con condiciones similares. Simplemente, el observatorio TRAPPIST (60 cm) no tuvo que esforzarse demasiado para descubrir el sistema TRAPPIST-1. Bastó con estudiar 50 enanas superfrías hasta encontrarlo. Pero TRAPPIST es sólo un prototipo, el proyecto empieza ahora con los observatorios SPECULOOS (1 m), los sucesores de TRAPPIST, para los que se tiene planificado estudiar más de ¡500 estrellas! de este tipo. También en el propio equipo MEarth hay cierta sorpresa por lo pronto que se ha detectado un planeta tan prometedor como LHS 1140 b.
Por su parte, los científicos de Pale Red Dot sigue trabajando duro, no sólo refinando sus estimaciones en Proxima Centauri (donde hay sospechas de planetas adicionales), sino analizando detalladamente otras estrellas extremadamente cercanas: la Estrella de Barnard, Wolf 359 y algunas más.
En unos pocos años tendremos un larga lista con muchos de estos exoplanetas extraordinarios.
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| Esta relación selecta de exoplanetas excepcionales cuenta hoy con cinco planetas pero en unos años podrían ser decenas (Fuente: Elaboración propia, Datos: PHL, Universidad de Puerto Rico en Arecibo y Michael Gillon) |
El descubrimiento de LHS 1140 b.
La tecnología actual permite la detección, desde observatorios terrestres, de estos extraordinarios planetas potencialmente habitables. La condición es que orbiten alrededor de estrellas pequeñas.
Hay dos proyectos de presupuesto limitado que utilizan telescopios de aperturas moderadas para detectar estos excepcionales planetas por el método del tránsito. Es impresionante lo que se está consiguiendo con estos telescopios tan modestos:
Uno de ellos ha desarrollado el observatorio TRAPPIST-South (La Silla, Chile), el que ha detectado TRAPPIST-1), que se ha visto reforzado por los observatorios TRAPPIST-North (Marruecos) y los futuros observatorios SPECULOOS.
El otro es MEarth, compuesto de dos instalaciones: MEarth-South, en Cerro Tololo (Chile) y MEarth-North (Arizona), cada uno compuesto de un grupo de 8 telescopios de 40 cm. Los telescopios escudriñan pacientemente, una tras otra, las estrellas más pequeñas a menos de 100 años luz y ya habían detectado otros planetas sorprendentes, como GJ 1214 b (2009), en el que el telescopio espacial Hubble ha invertido muchas órbitas para analizar su atmósfera, sin demasiado éxito; o como GJ 1132 b (2015), sobre el que actualmente se discute, en relación con su posible atmósfera.
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| Los ocho pequeños telescopios de MEarth-South han conseguido mucho con muy poco. (Crédito: Jonathan Irwin) |
La estrella LHS 1140 es una estrella del tipo M 4,5 (Simbad) más bien modesta, con una masa del 15% de la masa del Sol y un radio del 19% del solar. El periodo de rotación es prolongado, con 131 dias, propio de una estrella madura quizá de unos 5.000 millones de años. Es, además, inactiva. Todavía no se ha observado ninguna muestra de actividad estelar.
La historia de LHS 1140 b comienza en septiembre de 2014, cuando los telescopios de MEarth-South se activó una alarma indicando un posible tránsito. Estas alarmas son diarias y normalmente están motivadas por efectos atmosféricos y otras posibles cuestiones técnicas, pero gracias a una red neuronal construida para separar “el grano de la paja”, se puso de manifiesto que este tránsito no era como los habituales falsos positivos.
Ante las dificultades de identificar más tránsitos del planeta, se dirigieron al observatorio HARPS, el legendario espectrógrafo que ha detectado por el método de la velocidad radial decenas y decenas de planetas cercanos, incluyendo Proxima b.
Se obtuvieron 144 medidas de velocidad radial de una calidad exquisita, desde el 23 de noviembre de 2015 hasta el 13 de diciembre de 2016.
Finalmente se detectó un tránsito el 19 de junio de 2016. Combinando todos los datos disponibles, de tránsitos y velocidades radiales se pudo encontrar en los datos históricos un tercer tránsito, apenas perceptible, el 23 de diciembre de 2014.
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| El proceso del descubrimiento de LHS 1140 b. (Crédito: Berta-Thompson, CASA. Universidad de Colorado Boulder.) |
La confirmación llegó con la observación de otros tránsitos el 01 de septiembre, el 25 de septiembre y el 20 de octubre de 2016.
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| Los primeros tránsitos conocidos de LHS 1140 b (Crédito: Dittmann et al. 2017) |
Los parámetros del planeta fueron obtenidos ajustando un modelo paramétrico conjuntamente a los datos fotométricos de los tránsitos y los datos de velocidad radial. El método empleado es una regresión basada en un proceso gaussiano.
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| El tránsito acumulando todos los tránsitos conocidos y la curva de velocidad radial con las 144 mediciones realizadas en HARPS. (Crédito: Dittmann et al. 2017) |
El resultado es LHS 1140 b, un planeta excepcional de 1,4 R⊕, transitando en una enana roja pequeña, a 39 años luz. La masa es muy elevada, con 6.6 M⊕. La excentricidad simplemente está acotada superiormente, siendo inferior a 0.29. No es fácil, por el momento, saber si el planeta presenta acoplamiento de marea.
El siguiente paso será observar la estrella con el telescopio espacial Spitzer que, como ya ocurrió con TRAPPIST-1, puede detectar planetas adicionales. Es probable, estos planetas no suelen estar solos.
El siguiente paso será observar la estrella con el telescopio espacial Spitzer que, como ya ocurrió con TRAPPIST-1, puede detectar planetas adicionales. Es probable, estos planetas no suelen estar solos.
La densidad es 12,5 g/cm3, coherente con un planeta denso y terrestre. Son todavía datos imprecisos. La mejor opción parece ser un modelo de su estructura interna consistente en una manto de silicatos rodeando a un núcleo metálico. De cualquier forma, la elevada densidad da lugar a un núcleo que es el 70% de la masa del planeta, frente al 30% de la Tierra. La densidad quizá necesita ser refinada. O no.
La habitabilidad del planeta, con una irradiación de 0,46 S⊕ es prometedora si se aplican criterios convencionales, como la Zona Habitable Conservadora de 2013 de Kopparapu. No obstante, para el caso con acoplamiento de marea tendría un periodo de rotación lento igual al de traslación de 24,7 días. Sería interesante ver este planeta de rotación lenta evaluado con el sofisticado modelo de Circulación Global de Wolf que recientemente rechazó la habitabilidad de los planetas TRAPPIST-1 f y g (0,38 S⊕ y 0,26 S⊕, respectivamente), considerándolos demasiado fríos.
Un dato esperanzador de LHS 1140 b es que la estrella es inactiva, no estando sujeto el planeta a los problemas de TRAPPIST-1 y, sobre todo, de Proxima Centauri.
Resumiendo, sin encontrar grandes obstáculos a la habitabilidad del planeta, como tantos otros, lo que realmente impresiona es la observabilidad de este cercano “traneta” (planeta con tránsitos). Habitabilidad potencial y Observabilidad son las cualidades que le confieren a este planeta su carácter absolutamente excepcional.
Sin duda, los próximos años que nos esperan serán alucinantes.
Lo mejor está por llegar.
2017. El anuncio de Jason A. Dittmann (CfA) del planeta LHS 1140 b.
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| Los parámetros de LHS 1140 b (Crédito: Dittmann et al. 2017) |
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