El observatorio espacial Kepler ha hecho algunos hallazgos interesantes desde que comenzó su misión en marzo de 2009. En total, las misiones Kepler y K2 han detectado un total de 5,106 candidatos planetarios y confirmaron la existencia de 2,493 planetas.
Uno de los últimos hallazgos realizados con Kepler es EPIC 228813918 b, un planeta terrestre (es decir, rocoso) que orbita una estrella enana roja a unos 264 a 355 años luz de la Tierra. Este descubrimiento plantea algunas preguntas interesantes, ya que es la segunda vez que se encuentra un planeta con un período orbital ultracorto (completa una órbita en solo 4 horas y 20 minutos) orbitando una estrella enana roja.
El estudio, que se publicó recientemente en línea, fue realizado por un equipo internacional de científicos que provienen de instituciones que van desde el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), el Instituto de Tecnología de California (Caltech), el Instituto de Tecnología de Tokio y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) a observatorios y universidades de todo el mundo.
Como el equipo indicó en su estudio, la detección de este exoplaneta se realizó gracias a los datos recopilados por numerosos instrumentos. Esto incluyó datos espectrográficos del telescopio Subaru de 8,2 m y el telescopio Keck I de 10 m (ambos ubicados en Mauna Kea, Hawai) y el telescopio óptico nórdico (NO) en el Observatorio Roque de los Muchachos en La Palma, España.
Esto se combinó con imágenes moteadas del telescopio WIYN de 3.5 m en el Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona, fotometría de la misión K2 de la NASA e información de archivo de la estrella que se remonta a más de 60 años. Después de eliminar cualquier otra explicación posible, como un binario eclipsante (EB), no solo confirmaron el período orbital del planeta, sino que también proporcionaron restricciones en su masa y tamaño. Como escribieron:
"Con una combinación de imágenes de archivo, imágenes AO, mediciones de RV y modelado de curvas de luz, mostramos que ningún escenario binario eclipsante plausible puede explicar la curva de luz K2, y así confirmar la naturaleza planetaria del sistema. El planeta, cuyo radio determinamos que es 0.89 ± 0.09 [radios de la Tierra], y que debe tener una fracción de masa de hierro mayor que 0.45, orbita una estrella de masa 0.463 ± 0.052 M y radio 0.442 ± 0.044 R. ”
Este período orbital, cuatro horas y 20 minutos, es el segundo más corto de cualquier exoplaneta descubierto hasta la fecha, siendo solo 4 minutos más largo que el de KOI 1843.03, que también orbita una estrella de tipo M (enana roja). También es el último de una larga línea de exoplanetas recientemente descubiertos que completan una sola órbita de sus estrellas en menos de un día. Los planetas que pertenecen a este grupo se conocen como planetas de período ultracorto (USP), de los cuales Kepler ha encontrado un total de 106.
Sin embargo, lo que quizás sea más sorprendente de este hallazgo es cuán masivo es. Aunque no midieron la masa del planeta directamente, sus limitaciones indican que el exoplaneta tiene un límite de masa superior de 0,7 masas de Júpiter, lo que equivale a más de 222 masas terrestres. Y, sin embargo, el planeta logra empaquetar esta masa gigante de gas en un radio que es de 0.80 a 0.98 veces mayor que el de la Tierra.
Indican que la razón de esto tiene que ver con la composición aparente del planeta, que es particularmente rica en metales:
“Esto lleva a una restricción en la composición, suponiendo un núcleo de hierro y un manto de silicato. Determinamos que la fracción de masa de hierro mínima es 0.525 ± 0.075 (cf. 0.7 para KOI 1843.03), que es mayor que la de la Tierra, Venus o Marte, pero más pequeña que la de Mercurio (aproximadamente 0.38, 0.35, 0.26 y 0.68, respectivamente; Reynolds y Summers 1969) ".
Finalmente, el descubrimiento de este planeta es significativo por varias razones. Por un lado, el equipo indicó que las limitaciones que su estudio impuso a la composición del planeta podrían resultar útiles para ayudar a comprender cómo surgieron nuestros propios planetas solares.
"Descubrir y caracterizar sistemas extremos, como los planetas USP como EPIC 228813918 b, es importante ya que ofrecen restricciones para las teorías de formación de planetas", concluyen. "Además, nos permiten comenzar a restringir su estructura interior, y potencialmente también la de los planetas de períodos más largos, si se demuestra que son una sola población de objetos".
Por otro lado, el estudio plantea algunas preguntas interesantes sobre los planetas de la USP, por ejemplo, por qué los dos planetas de período más corto fueron encontrados en órbita alrededor de estrellas enanas rojas. Afirman que una posible explicación es que los planetas de período corto podrían tener vidas más largas alrededor de las enanas M, ya que su desintegración orbital probablemente sería mucho más lenta. Sin embargo, son rápidos para advertir contra cualquier conclusión tentativa antes de realizar más investigaciones.
En el futuro, el equipo espera realizar mediciones de la masa del planeta utilizando el método de velocidad radial. Esto probablemente implicaría un espectrógrafo de alta resolución de próxima generación, como el instrumento Doppler infrarrojo (IFD) o el instrumento CARMENES, que actualmente se están construyendo para el Telescopio Subaru y el Observatorio Calar Alto (respectivamente) para ayudar en la búsqueda de exoplanetas alrededor de estrellas enanas rojas.
Una cosa está clara, sin embargo. Este último hallazgo es solo otra indicación de que las estrellas enanas rojas son donde los cazadores de exoplanetas deberán centrar sus esfuerzos en los próximos años y décadas. Estas estrellas de baja masa, ultrafría y baja luminosidad son donde se están haciendo algunos de los hallazgos más interesantes y extremos. ¡Y lo que aprendemos al estudiarlos promete ser más profundo!
