sábado, 10 de julio de 2021

TOI-700 d, el primer planeta terrestre en la Zona Habitable de TESS

La búsqueda de planetas pequeños y rocosos como la Tierra que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar ha avanzado rápidamente en la última década. La misión Kepler (liderada por Bill Borucki) lanzada en 2009, fue diseñada para observar fijamente una zona del cielo y así explorar una población específica de exoplanetas, planetas del tamaño de la Tierra en órbitas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol, y tenía como objetivo abordar cuán comunes son. Kepler logró una serie de hitos importantes en esa búsqueda, incluida la detección de planetas dentro de las zonas habitables.

Representación artística de TOI-700 d. Fuente: NASA. Goddard Space Cennter.



Entre los descubrimientos más importantes de Kepler se encuentra la alta frecuencia de planetas que orbitan alrededor de enanas M de baja masa, pequeños y en planetas en sistemas compactos, coplanares y de múltiples planetas. 


Uno de los primeros planetas definitivamente del tamaño de la Tierra descubierto en la zona habitable de su estrella anfitriona, Kepler-186 f, reside en un sistema multiplanetario que orbita en una enana M. 


La misión extendida de Kepler, K2, extendió sustancialmente la misión principal de Kepler observando mucha enanas rojas. A pesar de la gran cantidad de descubrimientos de planetas pequeños, debido al diseño de las misiones  Kepler y K2 y su cobertura celeste fue limitada y la mayoría de los objetivos en cuestión son demasiado tenues para realizar el seguimiento adecuado.


El satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS, liderado por George Ricker), lanzado en abril de 2018, está realizando un estudio fotométrico de casi todo el cielo para buscar planetas pequeños alrededor de los vecinos más cercanos del Sol, y lo suficientemente brillantes para ser objeto de seguimiento.


La fotometría de TESS es más roja que la de Kepler, lo que proporciona una mayor sensibilidad a los planetas que orbitan estrellas más frías y de baja masa. TESS se encuentra ahora en su segundo año de operaciones y está cumpliendo su promesa de identificar pequeños planetas alrededor de las enanas M más cercanas y brillantes. TESS ha descubierto varios pequeños planetas que orbitan alrededor de enanas M con magnitudes de banda K de 6–11.  Entre estos se encuentran cinco sistemas compactos de múltiples planetas: TOI-270 b, c y d, L 98-59 b, c y d, GJ 357 b (junto con los planetas que no están en tránsito c y d), LP 791-18 b y c, y TOI-732 b y c. Como cada uno de los sistemas descubiertos por TESS es un nuevo punto de referencia potencial, se está realizando un seguimiento intensivo de cada uno de ellos, y serán estudiados por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), aunque habrá que ver si es posible su estudio.


Otro de los descubrimientos de TESS es un sistema de tres pequeños planetas que transitan en la enana roja TOI-700, una estrella cercana (102 años luz) y relativamente brillante. 


El sistema está formado por tres planetas de tamaño terrestre (Rp = 1.01, 2.63, 1.19 R⊕). El planeta más externo, TOI-700 d, tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra y reside en la Zona Habitable de la estrella. El sistema fue validado utilizando el paquete de software vespa, mostrando que las señales en los datos de TESS son de naturaleza planetaria y es muy poco probable que sean falsos positivos.


TOI-700 d reside en el borde interior se la Zona Habitable del sistema.



Aunque se anunció que TOI-700 d nos brindaba la emocionante oportunidad de estudiar un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable para un seguimiento detallado, nunca serán comparables con los planetas de TRAPPIST-1, de hecho, es dudoso que JWST pueda estudiar demasiado en ellos. Quizá los observatorios de la Tierra puedan obtener sus masas por técnicas de velocidad radial.


TESS regresó al hemisferio sur observando TOI-700 en la misión extendida de TESS, en julio de 2020. El hallazgo fue confirmado observando el sistema con el Telescopio Espacial Spitzer.



2019. TOI-700 b, c y d, Validación del hallazgo obtenido con TESS (Gilbert et al.)

https://arxiv.org/pdf/2001.00952.pdf


2019. Rodríguez et al. El sistema es observado con Spitzer.

https://arxiv.org/pdf/2001.00954.pdf


2019.Suissa et al. analizan la habitabilidad de TOI-700 d.

https://arxiv.org/pdf/2001.00955.pdf


sábado, 3 de julio de 2021

Los dos planetas potencialmente habitables de la Estrella de Teegarden

Desde los primeros descubrimientos de exoplanetas se han detectado muchos de cientos exoplanetas con el método de velocidad radial.  A pesar de este gran éxito, hasta ahora se han encontrado muy pocos planetas alrededor de estrellas frías y eso a pesar de que son muy abundantes. 

Ilustración de Ross 128 b, un planeta en cierto modo similar (Fuente: ESO, M Kommesser)



Hasta el día del hallazgo se conocían sólo dos estrellas con planetas con temperaturas efectivas inferiores a 3000 K, aunque son casos  muy notables. Uno de ellos es Próxima Centauri (M5.5V), que es la estrella más cercana al Sol y alberga un planeta de masa terrestre en su zona habitable. El otro es TRAPPIST-1 que alberga siete planetas con tránsitos, varios de ellos en la zona habitable.


En 2019 un numeroso equipo liderado por Zechmeister vinculado al espectrógrafo CARMENES, en el Observatorio Calar Alto de Almería, anunció la detección de dos planetas candidatos, cada uno con una masa mínima de 1.0–2.0M⊕, orbitando la Estrella de Teegarden, una enana roja pequeña y ultra-fría (M7V) cercana (12 años luz).


Los dos planetas tienen periodos de 4.91 y 11.4 días, que se corresponden a una distancia orbital de 0.025 y 0.044 UA, respectivamente. A estas distancias, con una edad estimada del anfitrión de 8 GAños,


Es muy probable que ambos planetas presenten acoplamientos de marea y que eso afecte de forma decisiva a la habitabilidad. 


Desde el punto de vista técnico el hallazgo es muy interesante, porque ha sido detectado en el Visible, en el que hay mayor precisión, y también (aprovechando las posibilidades únicas de CARMENES), en el infrarrojo, que se ha visto favorecido porque la fría estrella es muy luminosa en el infrarrojo. Esto es muy interesante, y permite mucha mayor solidez en las detecciones.


Aunque no son tan claras, la señal de los dos planetas también aparece en el infrarrojo.



Aplicando modelos de habitabilidad se deduce que podrían mantener agua líquida, al menos en parte de su superficie para una amplia gama de posibles atmósferas, 


A diferencia de lo que ocurre en otras enanas rojas la Estrella de Teegarden es una estrella antigua y tranquila, no es una estrella activa que ponga en peligro la estabilidad de la atmósfera de sus planetas.


Los dos planetas parecen encontrarse en la zona de habitabilidad clásica, aunque b está en la zona  menos conservadora (verde claro).


2019. Zechmeister anuncia el fantástico descubrimiento de los dos planetas.

https://arxiv.org/pdf/1906.07196.pdf


2019. Wandel y Tal-Or muestran un estudio sobre la habitabilidad de los planetas arroja resultados optimistas.

https://arxiv.org/pdf/1906.07704.pdf