El telescopio Kepler descubre el exoplaneta más parecido a la Tierra

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Una ilustración de Kepler-1649c orbitando alrededor de su estrella enana roja anfitriona.

Un equipo de investigadores de la NASA ha descubierto un nuevo exoplaneta del tamaño de la Tierra que orbita en la zona habitable de su estrella, el área alrededor de una estrella donde un planeta rocoso podría soportar agua líquida.

Los científicos descubrieron este planeta, llamado Kepler-1649c, al examinar las antiguas observaciones de Kepler, que la agencia retiró en 2018. Mientras que las búsquedas anteriores con un algoritmo informático lo identificaron erróneamente, los investigadores que revisaron los datos de Kepler volvieron a mirar la firma y la reconocieron como una planeta. De todos los exoplanetas encontrados por Kepler, este mundo distante, ubicado a 300 años luz de la Tierra, es más similar al tamaño y la temperatura estimada de la Tierra.

Este mundo recientemente revelado es solo 1.06 veces más grande que nuestro propio planeta. Además, la cantidad de luz estelar que recibe de su estrella anfitriona es el 75 por ciento de la cantidad de luz que recibe la Tierra de nuestro Sol, lo que significa que la temperatura del exoplaneta también puede ser similar a la de nuestro planeta. Pero a diferencia de la Tierra, orbita una enana roja. Aunque no se ha observado ninguno en este sistema, este tipo de estrella es conocida por los brotes estelares que pueden hacer que el entorno de un planeta sea un desafío para cualquier vida potencial.

“Este intrigante y distante mundo nos da una esperanza aún mayor de que una segunda Tierra se encuentre entre las estrellas, esperando ser encontrada”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. “Los datos recopilados por misiones como Kepler y nuestro Satélite de estudio de tránsito de exoplanetas (TESS) continuarán produciendo descubrimientos sorprendentes a medida que la comunidad científica refina sus habilidades para buscar planetas prometedores año tras año”.

Todavía hay mucho que se desconoce sobre Kepler-1649c, incluida su atmósfera, que podría afectar la temperatura del planeta. Los cálculos actuales del tamaño del planeta tienen márgenes de error significativos, al igual que todos los valores en astronomía cuando se estudian objetos tan lejanos. Pero según lo que se sabe, Kepler-1649c es especialmente intrigante para los científicos que buscan mundos con condiciones potencialmente habitables.

Se estima que otros exoplanetas tienen un tamaño más cercano a la Tierra, como TRAPPIST-1f y, según algunos cálculos, Teegarden c. Otros pueden estar más cerca de la Tierra en temperaturas, como TRAPPIST-1d y TOI 700d. Pero no hay otro exoplaneta que se considere más cercano a la Tierra en estos dos valores que también se encuentra en la zona habitable de su sistema.

“De todos los planetas mal etiquetados que hemos recuperado, este es particularmente emocionante, no solo porque está en la zona habitable y del tamaño de la Tierra, sino por cómo podría interactuar con este planeta vecino”, dijo Andrew Vanderburg, investigador de la Universidad de Texas en Austin y primer autor del artículo publicado hoy en The Astrophysical Journal Letters. “Si no hubiéramos examinado el trabajo del algoritmo a mano, nos lo habríamos perdido”.

Kepler-1649c orbita su pequeña estrella enana roja tan de cerca que un año en Kepler-1649c equivale a solo 19.5 días terrestres. El sistema tiene otro planeta rocoso de aproximadamente el mismo tamaño, pero orbita la estrella a aproximadamente la mitad de la distancia de Kepler-1649c, similar a cómo Venus orbita nuestro Sol a aproximadamente la mitad de la distancia que la Tierra. Las estrellas enanas rojas se encuentran entre las más comunes en la galaxia, lo que significa que planetas como este podrían ser más comunes de lo que pensábamos anteriormente.

Buscando falsos positivos

Anteriormente, los científicos de la misión Kepler desarrollaron un algoritmo llamado Robovetter para ayudar a clasificar las cantidades masivas de datos producidos por la nave espacial Kepler, administrada por el Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California. Kepler buscó planetas usando el método de tránsito, mirando las estrellas, buscando caídas en el brillo a medida que los planetas pasaban frente a sus estrellas anfitrionas.

La mayoría de las veces, esas caídas provienen de fenómenos distintos de los planetas, que van desde cambios naturales en el brillo de una estrella hasta otros objetos cósmicos que pasan, haciendo que parezca que un planeta está allí cuando no lo está. El trabajo de Robovetter era distinguir el 12 por ciento de las inmersiones que eran planetas reales del resto. Esas firmas que Robovetter determinó que provenían de otras fuentes fueron etiquetadas como “falsos positivos”, el término para un resultado de prueba erróneamente clasificado como positivo.

Con una enorme cantidad de señales difíciles, los astrónomos sabían que el algoritmo cometería errores y necesitaría una doble verificación, un trabajo perfecto para el Grupo de trabajo de falsos positivos de Kepler. Ese equipo revisa el trabajo de Robovetter, revisando cada falso positivo para asegurarse de que sean realmente errores y no exoplanetas, asegurando que se pasen por alto menos descubrimientos potenciales. Resulta que Robovetter había etiquetado erróneamente a Kepler-1649c.

A pesar de que los científicos trabajan para automatizar aún más los procesos de análisis para obtener la mayor cantidad de ciencia posible de cualquier conjunto de datos, este descubrimiento muestra el valor de verificar el trabajo automatizado. Incluso seis años después de que Kepler dejó de recopilar datos del campo original de Kepler, un parche de cielo que miró de 2009 a 2013, antes de estudiar muchas más regiones, este análisis riguroso descubrió uno de los análogos de la Tierra más singulares descubiertos hasta ahora.

Un posible tercer planeta

Kepler-1649c no solo es una de las mejores coincidencias con la Tierra en términos de tamaño y energía recibida de su estrella, sino que proporciona una visión completamente nueva de su sistema doméstico. Por cada nueve veces, el planeta externo en el sistema orbita alrededor de la estrella anfitriona, el planeta interno orbita casi exactamente cuatro veces. El hecho de que sus órbitas coincidan en una relación tan estable indica que el sistema en sí es extremadamente estable y es probable que sobreviva durante mucho tiempo.

Las relaciones de períodos casi perfectos a menudo son causadas por un fenómeno llamado resonancia orbital, pero una relación de nueve a cuatro es relativamente única entre los sistemas planetarios. Por lo general, las resonancias toman la forma de relaciones como dos a uno o tres a dos. Aunque no está confirmado, la rareza de esta relación podría insinuar la presencia de un planeta medio con el cual los planetas interno y externo giran en sincronía, creando un par de resonancias de tres a dos.

El equipo buscó evidencia de un tercer planeta misterioso, sin resultados. Sin embargo, eso podría deberse a que el planeta es demasiado pequeño para verlo o en una inclinación orbital que hace que sea imposible encontrarlo utilizando el método de tránsito de Kepler.

De cualquier manera, este sistema proporciona otro ejemplo más de un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable de una estrella enana roja. Estas estrellas pequeñas y tenues requieren que los planetas orbiten extremadamente cerca para estar dentro de esa zona, no demasiado cálida ni demasiado fría, para que la vida tal como la conocemos pueda existir. Aunque este único ejemplo es solo uno entre muchos, existe una creciente evidencia de que tales planetas son comunes alrededor de las enanas rojas.

“Mientras más datos obtenemos, más signos vemos que apuntan a la noción de que los exoplanetas potencialmente habitables y del tamaño de la Tierra son comunes alrededor de este tipo de estrellas”, dijo Vanderburg. “Con enanas rojas en casi todas partes alrededor de nuestra galaxia, y estos pequeños planetas potencialmente habitables y rocosos a su alrededor, la posibilidad de que una de ellas no sea muy diferente a la de nuestra Tierra parece un poco más brillante”.

Sin embargo, eso podría deberse a que el planeta es demasiado pequeño para verlo o en una inclinación orbital que hace que sea imposible encontrarlo utilizando el método de tránsito de Kepler.

De cualquier manera, este sistema proporciona otro ejemplo más de un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable de una estrella enana roja. Estas estrellas pequeñas y tenues requieren que los planetas orbiten extremadamente cerca de estar dentro de esa zona, no demasiado cálida ni demasiado fría, para que la vida tal como la conocemos pueda existir. Aunque este único ejemplo es solo uno entre muchos, existe una creciente evidencia de que tales planetas son comunes alrededor de las enanas rojas.

“Mientras más datos obtenemos, más signos vemos que apuntan a la noción de que los exoplanetas potencialmente habitables y del tamaño de la Tierra son comunes alrededor de este tipo de estrellas”, dijo Vanderburg. “Con enanas rojas en casi todas partes alrededor de nuestra galaxia, y estos pequeños planetas potencialmente habitables y rocosos a su alrededor, la posibilidad de que una de ellas no sea muy diferente a la de nuestra Tierra parece un poco más brillante”.

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