Astrónomos descubren un neptuno caliente en una órbita cercana a la estrella anfitriona        

Por: Grace Jacobs Corban, NASA.

26 de noviembre de 2024

Concepto artístico del "Neptuno caliente" TOI-3261 b. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/K. Miller (Caltech/IPAC).

Un exoplaneta del tamaño de Neptuno, TOI-3261 b, describe una órbita extremadamente cercana a su estrella anfitriona. Es el cuarto objeto de su tipo que se ha descubierto y podría revelar pistas sobre cómo se forman planetas como estos. Un equipo internacional de científicos, dirigido por  la astrónoma Emma Nabbie de la Universidad del Sur de Queensland, utilizó el telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA para descubrir el exoplaneta y posteriormente realizó más observaciones con telescopios terrestres en Australia, Chile y Sudáfrica.

Las mediciones colocaron al nuevo planeta directamente en el “desierto de neptunos calientes”, una categoría de planetas con tan pocos miembros que su escasez evoca un paisaje desértico. Esta variedad de exoplaneta es similar a nuestro Neptuno en tamaño y composición, pero orbita extremadamente cerca de su estrella. En este caso, un “año” en TOI-3261 b dura solo 21 horas. Una órbita tan estrecha le otorga a este planeta su lugar en un grupo exclusivo al que, hasta ahora, solo hay otros tres miembros: Neptunos calientes de período ultracorto.

Cabe destacar,  que el primer descubrimiento de un neptuno caliente de período ultracorto, fue el planeta extrasolar LTT-9779 b, que se produjo en el año 2020. Desde entonces, los descubrimientos de TESS TOI-849 b y TOI-332 b también se han unido al club de élite de los neptunos calientes de período ultracorto (con masas que se han medido con alta precisión). Tanto LTT-9779 b como TOI-849 b están en la cola para observaciones infrarrojas con el telescopio espacial James Webb, lo que potencialmente ampliará nuestra comprensión de las atmósferas de estos planetas en los próximos años.

El planeta TOI-3261 b resulta ser un candidato ideal para probar nuevos modelos informáticos de formación planetaria. Parte de la razón por la que los neptunos calientes son tan raros es que es difícil mantener una atmósfera gaseosa espesa tan cerca de una estrella. Las estrellas son enormes y ejercen una gran fuerza gravitatoria sobre los objetos que las rodean, lo que puede despojar a las capas de gas que rodean a un planeta cercano. También emiten enormes cantidades de energía que hacen volar las capas de gas.

Ambos factores significan que los neptunos calientes como TOI-3261 b podrían haber comenzado siendo planetas mucho más grandes, del tamaño de Júpiter, y desde entonces haber perdido una gran parte de su masa. Al modelar diferentes puntos de partida y escenarios de desarrollo, el equipo científico determinó que el sistema de estrella y planeta tiene alrededor de 6500 millones de años y que el planeta comenzó como un gigante gaseoso mucho más grande.

Sin embargo, es probable que haya perdido masa de dos maneras: por fotoevaporación, cuando la energía de la estrella hace que las partículas de gas se disipen, y por desprendimiento por marea, cuando la fuerza gravitacional de la estrella arranca capas de gas del planeta. El planeta también podría haberse formado más lejos de su estrella, donde ambos efectos serían menos intensos, lo que le permitiría conservar su atmósfera.

El planeta extrasolar TOI-3261 b tiene aproximadamente el doble de densidad que Neptuno, lo que indica que las partes más ligeras de su atmósfera se han ido desprendiendo con el paso del tiempo, dejando solo los componentes más pesados. Esto demuestra que el planeta debe haber tenido en sus comienzos una variedad de elementos diferentes en su atmósfera, pero en esta etapa es difícil saber exactamente cuáles.

Este misterio podría resolverse observando el planeta con luz infrarroja, tal vez utilizando el telescopio espacial James Webb de la NASA, una forma ideal de ver las huellas dactilares de las diferentes moléculas en la atmósfera del planeta. Esto no solo ayudará a los astrónomos a comprender el pasado de TOI-3261 b, sino que también comenzará a descubrir los procesos físicos detrás de todos los planetas gigantes y calientes.

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