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En un año, casi 1,000 candidatos planetarios. Una actualización sobre TESS

    Artículo publicado originalmente en Universe Today - Autor: Fraser Cain - 9 de Agosto de 2019

El telescopio de estudio Exoplanetas en tránsito de la NASA se lanzó en abril de 2018. Después de unos meses de pruebas, estaba listo para comenzar a mapear el cielo del sur, buscando planetas que orbitan estrellas relativamente cerca.

Ya llevamos poco más de un año en la misión, y el 18 de julio, TESS ha desplazado su atención hacia el Hemisferio Norte, continuando la búsqueda de planetas en los cielos del Norte.
Como parte de este cambio, la NASA ha anunciado un puñado de nuevos planetas fascinantes descubiertos por TESS, incluidos un par de mundos en categorías que nunca antes se habían visto.


¿Cuántos exoplanetas confirmados han encontrado los astrónomos hasta ahora? Al momento de escribir este texto, el Archivo de Exoplanetas de la NASA tiene un catálogo de 4.301 mundos que conocemos, hasta ahora. Con casi otros tantos candidatos planetarios.
Pero durante el año pasado, el último cazador de planetas de la NASA, la misión TESS, ha estado trabajando duro, reuniendo planetas para agregar a esta creciente base de datos. Está a la mitad de su misión primaria de dos años, con 993 mundos candidatos encontrados hasta ahora, así como 28 planetas confirmados.
Primero un poco de historia sobre la misión TESS, y luego entraremos en los nuevos resultados. 


La misión se lanzó el 18 de abril de 2018, con el objetivo de descubrir exoplanetas ubicados a unos 300 años luz de la Tierra.
TESS sigue una órbita resonante lunar de 13.7 días nunca antes utilizada en misiones espaciales. Esto es exactamente la mitad del período orbital de la Luna, lo que hace que las fuerzas gravitacionales en la nave espacial de alguna manera se equilibren.
En el punto más cercano de su órbita, está a solo 108 mil km sobre la superficie de la Tierra, el momento ideal para transmitir todos sus datos. Luego alcanza los 373 mil km en el punto más alto de su órbita, una región que está libre de la radiación atrapada en la magnetosfera de la Tierra.


Una ilustración del artista del Satélite de Encuesta de Exoplanetas en tránsito. Créditos: NASA Goddard Space Flight Center

 

TESS utiliza cuatro cámaras grandes que miran una gran parte del cielo en forma permanente durante 27 días seguidos. Luego, cambia su vista a otra región y observa nuevamente durante otros 27 días. Algunas regiones son únicas, pero hay partes que se superponen y se pueden ver incluso durante más de un mes.

La sonda utiliza el método de tránsito para encontrar planetas, observando un ligero descenso en el brillo a medida que un planeta pasa frente a su estrella. La medida de este descenso de brillo, y del tiempo que lleva completar el tránsito, le dice a los astrónomos qué tan grande es el planeta y cuál es su órbita.

La caída inicial en el brillo le da a los astrónomos una pista de que podría tratarse de un planeta, un candidato. Los astrónomos necesitan ver tres tránsitos en los datos de TESS, ya que otros fenómenos naturales pueden imitar un tránsito planetario, como una estrella variable o una nube de polvo que rodea la estrella.



Ilustración del método de tránsito, donde un planeta pasa directamente frente a su estrella, atenuándola ligeramente. Crédito: NASA

 

Luego, otros telescopios de todo el mundo y en el espacio (e incluso astrónomos aficionados) continúan observando estas estrellas durante meses y años, trabajando para confirmar que los planetas están allí y cuáles son sus períodos orbitales reales.
A diferencia de la misión Kepler, que estaba estudiando un solo lugar en el cielo durante un período muy largo, y descubriendo planetas a miles de años luz de distancia, TESS está recogiendo a los candidatos planetarios que se encuentran a unos 300 años luz de la Tierra.
Es un telescopio buscador para la próxima generación de telescopios masivos terrestres y espaciales, como el European Extremely Large Telescope y el James Webb Space Telescope. Estos son los instrumentos que harán el seguimiento en las observaciones y nos contarán más sobre estos planetas recién descubiertos.


Impresión artística de CHEOPS. Crédito: Universidad de Berna.

 

La misión CHEOPS de la ESA se lanzará a finales de este año, realizará un seguimiento de las observaciones de exoplanetas candidatos descubiertos hasta ahora, tratando de establecer su tamaño y períodos orbitales. Gracias a CHEOPS, el número de exoplanetas confirmados comenzará a parecerse al número de candidatos planetarios.

Veamos los nuevos planetas:


Ilustración artística de los tres planetas en el sistema L 98-59. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

 

L 98-59
Hace poco más de un mes, el 28 de junio de 2019, los astrónomos anunciaron que habían descubierto el mundo más pequeño que TESS haya visto. 
La estrella se llama L 98-59, y es una estrella enana M (o una estrella enana roja para los que no somos astrónomos), con aproximadamente un tercio de la masa del Sol.

Hay tres planetas descubiertos en el sistema hasta ahora. El más cercano a la estrella es L 98-59b, que tiene solo el 80% del tamaño de la Tierra, orbitando su estrella cada 2,25 días. Obtiene de la estrella unas 22 veces más de energía de la que la Tierra obtiene del Sol. Es un poco más grande que Marte.

Sin embargo, este no es el planeta más pequeño descubierto hasta ahora;  Kepler-37b lo es, siendo apenas un 20% más grande que nuestra Luna.
  
El segundo planeta en el sistema es 1,4 veces el tamaño de la Tierra, y orbita cada 3,7 días. El planeta exterior es 1,6 veces más grande que la Tierra y orbita cada 7,5 días.

Olvidémonos de la habitabilidad. Todos estos planetas están totalmente quemados por su estrella, y podrían clasificarse en la zona de Venus. Podrían haber sido más habitables en el pasado, pero probablemente sean demasiado calientes como para sostener vida.

Así que sigamos adelante.



Gliese 357
El 31 de julio de 2019, los científicos anunciaron un nuevo planeta en órbita alrededor de la estrella Gleise 357. Es otra estrella enana M, y el planeta es aproximadamente un 22% más grande que la Tierra.

Lo que hace que este planeta sea realmente extraño es que orbita unas 11 veces más cerca de su estrella, que Mercurio del Sol.

Los primeros exoplanetas descubiertos alrededor de una estrella de secuencia principal fueron del tipo "Júpiter calientes". Planetas mucho más masivos que Júpiter, pero orbitando en solo un par de días. Se pensaba que eran imposibles, pero ahí están. 
Ahora, los astrónomos han encontrado una supertierra caliente. ¿Un mega mercurio?

 


Ilustración del sistema GJ 357. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA / Chris Smith

 

Como es una estrella enana M, emite menos radiación que el Sol, pero al orbitar tan cerca hace que el planeta  sea caliente.
Sin una atmósfera, tendrá una temperatura superficial promedio de aproximadamente 254 grados Celsius (o 490 grados Fahrenheit). Hace calor, teniendo en cuenta que la temperatura promedio de Mercurio es de 167 grados Celsius. Si se coloca una atmósfera encima de eso para atrapar el calor, este mundo estará increíblemente caliente.
La buena noticia es que  Gliese 357 se encuentra a solo 31 años luz de la Tierra, lo que lo convierte en el tercer sistema exoplanetario más cercano encontrado. Este es un gran ejemplo de los planetas cercanos que TESS va a encontrar.
Los astrónomos también encontraron aún más planetas en el sistema. El segundo planeta, 357c, tiene una masa de aproximadamente 3,4 veces la Tierra y orbita la estrella cada 9,1 días. Su temperatura promedio aún es alta, alrededor de 127 Celsius.


Ahora, nótese que se dijo "masa" y no "tamaño". Esto se debe a que 357c no se descubrió utilizando el método de tránsito, no está alineado para pasar directamente entre nosotros y la estrella como la Tierra caliente 357b. En cambio, los astrónomos estaban usando un observatorio terrestre para seguir las observaciones usando el método de velocidad radial.
Aquí es donde los astrónomos miden cómo la estrella misma es arrastrada de un lado a otro por la gravedad de sus planetas. Esta técnica condujo al descubrimiento del segundo planeta.
Y también condujo al descubrimiento de un tercer planeta, aún más intrigante: Gliese 357d.
Este planeta tiene aproximadamente 6,1 veces la masa de la Tierra y tarda unos 55,7 días en orbitar alrededor de la estrella. Su temperatura promedio es de aproximadamente -53 ° C, lo que probablemente significa que está cubierto de glaciares y nieve, pero todavía está teóricamente dentro de la zona habitable de la estrella, dependiendo del grosor de la atmósfera.
Es una súper Tierra, aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra, pero probablemente hecha de roca como nuestro propio planeta.

 


Esta infografía ilustra las características clave del sistema TOI 270, ubicado a unos 73 años luz de distancia en la constelación Pictor. Los tres planetas conocidos fueron descubiertos por el satélite de estudio Exoplanet en tránsito de la NASA a través de inmersiones periódicas a la luz de las estrellas causadas por cada mundo en órbita. Los recuadros muestran información sobre los planetas, incluidos sus tamaños relativos, y cómo se comparan con la Tierra. Las temperaturas dadas para los planetas de TOI 270 son temperaturas de equilibrio, calculadas sin los efectos de calentamiento de las posibles atmósferas. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA / Scott Wiessinger

 

TOI 270
Además del anuncio de planetas en Gliese 357, el equipo de TESS anunció tres planetas adicionales alrededor de la estrella UCAC4 191-004644, o TESS Object of Interest 270, o TOI 270, ubicado a unos 73 años luz de distancia en la constelación de Pictor.

Nuevamente, esta es una estrella enana M, con un 40% de la masa y el tamaño del Sol, y una temperatura de superficie mucho más fría.
El planeta interior, TOI 270 b es probablemente un mundo rocoso aproximadamente un 25% más grande que la Tierra, orbitando su estrella cada 3,4 días a una distancia 13 veces más cercana que Mercurio. Como es un tránsito, no se pudo calcular la masa  en forma directa, aunque según las simulaciones, tiene aproximadamente 1,9 veces la masa de la Tierra. Pero es calcinante; tiene una temperatura promedio de 254 grados Celsius.


El siguiente planeta en el sistema es TOI 270 c. Es 2,4 veces más grande que la Tierra, orbita cada 5,7 días y podría describirse como un mini-Neptuno, con una masa probable de aproximadamente 7 veces la de la Tierra.
 
El tercer planeta, TOI 270 d, tiene 2,1 veces el tamaño de la Tierra, orbita cada 11,4 días. Otro mini-Neptuno, pero con una temperatura promedio de 66 grados Celsius. Eso es caliente, pero no demasiado.

Por supuesto, los tres planetas probablemente están acoplados por mareas a su estrella con rotación sincrónica,  lo que significa que siempre muestran un mismo lado. El lado hacia la estrella está caliente, el lado alejado de la estrella está frío. Pero podría haber un lugar razonable justo en el terminador, el borde del planeta entre el día y la noche.

No tenemos nada así en nuestro Sistema Solar. Un mundo que se encuentre entre el tamaño y la masa de los planetas terrestres más pequeños y los gigantes gaseosos más grandes del Sistema Solar exterior. Esto los convierte en un objetivo fascinante para la próxima generación de telescopios, como James Webb.

TOI 270 estará alto en el cielo para Webb durante medio año, por lo que lo estudiará abundantemente.


Aqui estamos. Ha pasado más de un año desde que TESS comenzó en sus operaciones científicas, escaneando por completo los cielos del hemisferio sur y presentando casi 1,000 candidatos planetarios y 28 exoplanetas confirmados.

El tiempo realmente vuela. Se han encontrado super-tierras calientes, mini-neptunos, y ahora la sonda espacial dirige su mirada hacia los cielos del norte, y con suerte encontrará aún más.

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