Desde el primero exoplaneta fue descubierto hace una generación, los astrónomos han aprendido a esperar lo inesperado. Durante más de veinte años, se ha descubierto un fantástico tesoro de extraños mundos maravillosos. De hecho, algunos de estos planetas muy extraterrestres, en órbita alrededor de estrellas más allá de nuestro Sol, son tan extraños que los astrónomos nunca pensaron que algo como ellos realmente pudiera existir en el Cosmos, es decir, hasta que fueron descubiertos. Dejando a un lado los extraños mundos distantes, el Santo Grial de los astrónomos cazadores de planetas ha sido durante mucho tiempo encontrar mundos más como el hogar. En enero de 2020, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de un mundo tan buscado durante tanto tiempo, el primero en ser encontrado por la NASA. Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS). El distante planeta del tamaño de la Tierra está cómodamente ubicado en el espacio de su estrella. zona habitable los zona habitable de una estrella es ese rango de distancias de “Ricitos de Oro” donde las condiciones no son demasiado calientes, ni demasiado frías, sino “las adecuadas” para que el agua líquida se acumule en la superficie. Donde existe agua líquida, la vida tal como la conocemos también puede existir.

El mundo parecido a la Tierra, llamado TOI-700 d, orbita una pequeña estrella enana roja apodada TOI-700, que está a sólo 101,4 años luz de distancia en el Dorado constelación. Esa estrella es el anfitrión estelar más brillante conocido de un tránsito zona habitable, Mundo del tamaño de la Tierra. El acrónimo “TOI” se refiere a estrellas y exoplanetas estudiados por TESS. La estrella enana roja, TOI-700, es de clase espectral METRO, y es el 40% de la masa, el 40% del radio y el 50% de la temperatura de nuestro Sol. La estrella brillante también muestra niveles bajos de actividad estelar. Las estrellas enanas rojas son las más pequeñas, así como las más abundantes, verdaderas estrellas de fusión nuclear en nuestra Vía Láctea. Debido a que son tan pequeños y geniales, pueden “vivir” para billones de años. En contraste, nuestro Sol algo más grande sólo puede “vivir” durante 10 mil millones años. Las estrellas muy masivas sólo pueden “vivir” durante millones de años porque su intenso calor hace que quemen su suministro de combustible nuclear más rápidamente que sus parientes estelares más pequeños. Cuanto más grande es la estrella, más corta es su “vida”.

El primer descubrimiento científico de un exoplaneta se realizó en 1988. Después de eso, la primera detección validada se realizó en 1992, con el descubrimiento de varios planetas de masa terrestre en órbita alrededor del púlsar. PSR B1257 + 12. Un pulsar son los restos de una estrella masiva que ha terminado su “vida” en una explosión de supernova de colapso del núcleo (Tipo II). Los púlsares son estrellas de neutrones jóvenes que nacen girando rápidamente con una regularidad frecuentemente comparada con la baliza de un faro en la Tierra. Son objetos del tamaño de una ciudad que son tan densos que una cucharadita llena de su material puede pesar tanto como una manada de caballos salvajes. De hecho, estas pequeñas estrellas de neutrones son un núcleo atómico enorme. Un púlsar fue uno de los últimos objetos estelares que los astrónomos pensaron que albergarían una familia de planetas, es decir, hasta que fueron descubiertos. Los planetas púlsar fueron los primeros de una larga serie de extraños descubrimientos de exoplanetas. Son mundos pequeños hostiles que se bañan sin piedad con los rayos mortales de radiación de su padre-púlsar.

La primera confirmación de un exoplaneta, que orbita alrededor de una estrella “normal” que quema hidrógeno como nuestro Sol, se hizo en 1995. Este nuevo descubrimiento también resultó ser un bicho raro sorprendente: un planeta gigante que giraba en círculos rápidos y cerca de su ardiente estrella estelar. padre. El planeta, 51 Pegasi b, está en una órbita de tostado de 4 días alrededor de su estrella, 51 Pegasi. Al final resultó que, este gran “tostador” planetario fue el primero de una nueva e imprevista clase de exoplanetas:Júpiter calientespor descubrir. Ya que 51 Peg b’s descubrimiento, se han observado muchos otros de su tipo extraño en órbita alrededor de estrellas más allá de nuestro Sol.

Algunos exoplanetas han sido captados directamente por telescopios. Sin embargo, la gran mayoría se ha descubierto a través de métodos indirectos, como el método de tránsito, en el que un planeta se encuentra flotando frente a la cara deslumbrante de su estrella madre. Otro método indirecto – el velocidad radial método: depende de la detección de una pequeña oscilación que un planeta en órbita induce en su estrella. Ambos método de tránsito y el método de velocidad radial favorecen el descubrimiento de planetas masivos que están situados cerca de su estrella madre ardiente y ardiente, en lugar de mundos más pequeños parecidos a la Tierra que rodean su estrella a una distancia mayor y más cómoda.

Al 1 de enero de 2020, hay 4.160 exoplanetas confirmados que habitan en 3.090 sistemas, con 676 sistemas que albergan más de un planeta solitario.

TOI-700 d

Los astrónomos confirmaron TESS descubrimiento de TOI-700 d usando infrarrojos de la NASA Telescopio espacial Spitzery han creado modelos informáticos de los entornos potenciales del planeta para ayudar a informar las misiones futuras.

TOI-700 d tiene la importante distinción de ser uno de los pocos planetas del tamaño de la Tierra descubiertos hasta ahora que se encuentran en órbita dentro del espacio habitable de su estrella madre. Encerrada dorada zona. Otros incluyen varios planetas que habitan en el TRAPPIST-1 sistema, así como algunos otros mundos distantes descubiertos por la NASA Telescopio espacial Kepler.

“TESS fue diseñado y lanzado específicamente para encontrar planetas del tamaño de la Tierra orbitando estrellas cercanas. Los planetas alrededor de estrellas cercanas son más fáciles de seguir con telescopios objetivo en el espacio y en la Tierra. Descubriendo TOI-700 d es un hallazgo científico clave para TESS. Confirmando el tamaño del planeta y el estado de la zona habitable con Spitzer es otra victoria para Spitzer a medida que se acerca el final de las operaciones científicas en enero “, explicó el Dr. Paul Hertz en un informe de la NASA del 6 de enero de 2020. Comunicado de prensa del Jet Propulsion Laboratory (JPL). El Dr. Hertz es director de astrofísica en la sede de la NASA en Washington. los JPL está en Pasadena, California.

TESS monitorea grandes franjas del cielo, que se denominan secciones durante 27 días seguidos. Esta mirada larga y continua permite al satélite detectar alteraciones en el brillo estelar que son causadas por un planeta en órbita, flotando frente a la cara deslumbrante de su estrella, desde nuestra perspectiva. (tránsito). Los astrónomos detectaron múltiples tránsitos por TOI-700 trío de planetas.

TOI-700 fue originalmente clasificado erróneamente en el TESS base de datos como una estrella más similar a nuestro propio Sol, en lugar de la estrella enana roja más pequeña y fría que resultó ser. Esto significa que al principio el trío de planetas en órbita parecía ser más grande y más caliente de lo que realmente es. Varios investigadores, incluido Alton Spencer, un estudiante de secundaria que trabaja con miembros de la TESS equipo, descubrió el error.

“Cuando corregimos los parámetros de la estrella, el tamaño de los planetas disminuyó, y nos dimos cuenta de que el más externo era del tamaño de la Tierra y en el zona habitable. Además, en 11 meses de datos no vimos brotes de la estrella, lo que mejora las posibilidades TOI-700 d es habitable y facilita el modelado de sus condiciones atmosféricas y de la superficie “, señaló Emily Gilbert en el 6 de enero de 2020 Comunicado de prensa del JPL. Gilbert es un estudiante graduado de la Universidad de Chicago.

La Sra. Gilbert y otros científicos presentaron los hallazgos en la 235a reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS) celebrada en Honolulu, Hawái en enero de 2020. Tres artículos que describen los nuevos hallazgos, uno de los cuales fue dirigido por la Sra. Gilbert, han ha sido enviado a revistas científicas.

El más interno del trío de planetas, apodado TOI-700 b, tiene casi exactamente el mismo tamaño que la Tierra. Probablemente sea un mundo rocoso que completa una órbita cada 10 días. El planeta del medio, llamado TOI-700 c, es 2,6 veces más grande que la Tierra, entre los tamaños de la Tierra y Neptuno. TOI-700 c orbita su estrella madre cada 16 días y es probable que sea un mundo gaseoso. TOI-700 d, el planeta más externo conocido que habita el sistema y el único situado en Ricitos de Oro zona habitable, mide un 20% más que la Tierra y orbita su estrella cada 37 días. TOI-700 d recibe el 86% de la energía de su padre estelar que el Sol proporciona a la Tierra. Se cree que los tres planetas están unidos por mareas a su estrella. Esto significa que giran una vez por órbita para que un lado disfrute constantemente del brillo de la luz del día.

Un equipo de astrónomos dirigido por el Dr. Joseph Rodríguez, astrónomo de la Harvard-Smithsonian Centro de Astrofísica (CfA), en Cambridge, Massachusetts, solicitó observaciones de seguimiento con Spitzer para confirmar TOI-700 d.

“Dado el impacto de este descubrimiento, es TESS primero zona habitable Planeta del tamaño de la Tierra: realmente queríamos que nuestra comprensión de este sistema fuera lo más concreta posible. Spitzer Sierra TOI-700 re transitar exactamente cuando lo esperábamos. Es una gran adición al legado de una misión que ayudó a confirmar dos de los TRAPPIST-1 planetas e identificar cinco más “, comentó el Dr. Rodríguez en el 6 de enero de 2020 Comunicado de prensa del JPL.

los Spitzer Los datos aumentaron la confianza de los astrónomos en que TOI 700 d es verdaderamente un planeta, y también hizo más precisas sus medidas de su período orbital en un 56% y su tamaño en un 36%. Además, descartó otras posibles fuentes astrofísicas del tránsito señal, como la existencia de una estrella compañera más pequeña y más débil que acecha en el sistema.

El Dr. Rodríguez y su equipo también utilizaron observaciones de seguimiento obtenidas de un telescopio terrestre de 1 metro en el mundo Observatorio Las Cumbres red para mejorar la confianza de los astrónomos en el período orbital y el tamaño de TOI-700 c en un 30% y un 36%, respectivamente.

Porque TOI-700 no muestra signos de destellos estelares, es brillante y, cerca, el sistema es un objetivo principal para las mediciones de masa exactas realizadas por observatorios terrestres que están disponibles actualmente. Estas mediciones podrían potencialmente validar las estimaciones de los astrónomos de que los planetas internos y externos que rodean esta pequeña enana roja son rocosos y que el planeta del medio está compuesto de gas.

Las misiones futuras pueden ser capaces de determinar si el trío de planetas tiene atmósferas y, si las tienen, incluso ser capaces de identificar sus composiciones.

Aunque las condiciones exactas en TOI-700 re son actualmente desconocidos, los astrónomos pueden usar la información que está disponible actualmente para crear modelos y hacer predicciones. La información ahora disponible indica tanto el tamaño como el tipo de estrella que orbita. Astrónomos de la NASA Centro de vuelo espacial Goddard (GSFC) en Greenbelt, Maryland, creó modelos de 20 entornos potenciales de TOI-700 re para determinar si alguna versión daría lugar a temperaturas y presiones superficiales que la harían habitable.

Sus modelos climáticos en 3D examinaron una variedad de composiciones atmosféricas y tipos de superficies normalmente asociados con lo que los científicos consideran mundos potencialmente habitables. Porque TOI-700 d está unido por mareas a su padre estelar, los patrones de viento del planeta y las formaciones de nubes pueden ser muy diferentes de los de nuestro propio planeta.

Una simulación incluyó un océano cubierto TOI-700 d. Ese modelo también incluía una atmósfera densa dominada por dióxido de carbono para este mundo distante. Este tipo de atmósfera es similar a la que muchos científicos proponen rodeó a Marte cuando era joven. La atmósfera del modelo también luce una capa profunda de nubes en el lado que mira hacia las estrellas. Otro modelo retrata TOI-700 d como mundo sin nubes, es una versión terrestre de la Tierra. En este tipo de mundo, los vientos se alejan del lado nocturno del planeta y luego convergen en el punto que mira directamente al resplandor de la estrella madre.

Cuando la luz de las estrellas fluye a través de la atmósfera de un planeta, baila con moléculas como el dióxido de carbono y el nitrógeno para formar señales distintas. Estas señales se denominan líneas espectrales. El equipo de científicos de modelado, dirigido por la Dra. Gabrielle Englemann-Suissa, una Asociación de Universidades de Investigación Espacial asistente de investigación visitante en Goddard, produjo espectros simulados para las 20 versiones modeladas de TOI-700 d.

“Algún día, cuando tengamos espectros reales de TOI-700 d, podemos retroceder y luego hacer coincidir eso con un modelo. Es emocionante porque no importa lo que averigüemos sobre el planeta, se verá completamente diferente de lo que tenemos aquí en la Tierra “, dijo la Dra. Englemann-Suissa a la prensa el 6 de enero de 2020.