Descubierto un “planeta Pi” del tamaño de la Tierra con una órbita de 3,14 días

Es probable que el mundo rocoso, con su superficie hirviendo, no sea habitable.

En una deliciosa alineación de astronomía y matemáticas, los científicos de MIT y en otros lugares han descubierto una “Tierra pi”, un planeta del tamaño de la Tierra que gira alrededor de su estrella cada 3,14 días, en una órbita que recuerda a la constante matemática universal.

Los investigadores descubrieron señales del planeta en datos tomados en 2017 por el NASA Misión K2 del Telescopio Espacial Kepler. Al concentrarse en el sistema a principios de este año con SPECULOOS, una red de telescopios terrestres, el equipo confirmó que las señales eran de un planeta que orbitaba su estrella. Y, de hecho, el planeta todavía parece estar dando vueltas a su estrella hoy, con un período similar a pi, cada 3,14 días.

“El planeta se mueve como un reloj”, dice Prajwal Niraula, estudiante graduado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT, quien es el autor principal de un artículo publicado recientemente en el Diario astronómico, titulado: “π Earth: un planeta del tamaño de la Tierra de 3,14 días de la cocina de K2 servido caliente por el equipo de SPECULOOS”.

“Todo el mundo necesita un poco de diversión en estos días”, dice el coautor Julien de Wit, tanto del título del artículo como del descubrimiento del planeta pi en sí.

Extracción de planetas

El nuevo planeta está etiquetado como K2-315b; es el sistema planetario número 315 descubierto dentro de los datos de K2, a solo un sistema de un lugar aún más fortuito en la lista.

Los investigadores estiman que K2-315b tiene un radio de 0,95 que el de la Tierra, lo que lo hace casi del tamaño de la Tierra. Orbita a una estrella fría de baja masa que tiene aproximadamente una quinta parte del tamaño del sol. El planeta gira alrededor de su estrella cada 3,14 días, a una velocidad de 81 kilómetros por segundo, o aproximadamente 181.000 millas por hora.

Si bien su masa aún no se ha determinado, los científicos sospechan que K2-315b es terrestre, como la Tierra. Pero es probable que el planeta pi no sea habitable, ya que su estrecha órbita acerca al planeta lo suficiente a su estrella como para calentar su superficie hasta 450 kelvin, o alrededor de 350 grados. Fahrenheit – perfecto, como resulta, para hornear tartas reales.

“Esto sería demasiado caliente para ser habitable en el entendimiento común de la frase”, dice Niraula, quien agrega que la emoción alrededor de este planeta en particular, además de sus asociaciones con la constante matemática pi, es que puede resultar un candidato prometedor para estudiando las características de su atmósfera.

“Ahora sabemos que podemos minar y extraer planetas a partir de datos de archivo, y es de esperar que no queden planetas, especialmente estos realmente importantes que tienen un gran impacto”, dice de Wit, profesor asistente de EAPS, y miembro del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.

Los coautores del MIT de Niraula y de Wit incluyen a Benjamin Rackham y Artem Burdanov, junto con un equipo de colaboradores internacionales.

Caídas en los datos

Los investigadores son miembros de SPECULOOS, un acrónimo de The Search for Habitable Planets EClipsing ULtra-COOl Stars, y el nombre de una red de cuatro telescopios de 1 metro en el desierto de Atacama de Chile, que escanean el cielo en todo el hemisferio sur. Más recientemente, la red agregó un quinto telescopio, que es el primero en ubicarse en el hemisferio norte, llamado Artemis, un proyecto que fue encabezado por investigadores del MIT.

Los telescopios SPECULOOS están diseñados para buscar planetas similares a la Tierra alrededor de enanas ultra frías cercanas: estrellas pequeñas y tenues que ofrecen a los astrónomos una mejor oportunidad de detectar un planeta en órbita y caracterizar su atmósfera, ya que estas estrellas carecen del resplandor de estrellas mucho más grandes y brillantes. .

“Estas enanas ultrafrías están esparcidas por todo el cielo”, dice Burdanov. “Las encuestas terrestres dirigidas como SPECULOOS son útiles porque podemos observar estos enanos ultrafríos uno por uno”.

En particular, los astrónomos observan estrellas individuales en busca de signos de tránsitos, o caídas periódicas en la luz de una estrella, que indican un posible planeta que se cruza frente a la estrella y bloquea brevemente su luz.

A principios de este año, Niraula se encontró con una enana fría, ligeramente más cálida que el umbral comúnmente aceptado para una enana ultrafría, en los datos recopilados por la campaña K2, la segunda misión de observación del Telescopio Espacial Kepler, que monitoreaba astillas del cielo mientras la nave espacial orbitaba alrededor. el sol.

Durante varios meses en 2017, el telescopio Kepler observó una parte del cielo que incluía la enana fría, etiquetada en los datos de K2 como EPIC 249631677. Niraula examinó este período y encontró alrededor de 20 caídas a la luz de esta estrella, que parecía repita cada 3,14 días.

El equipo analizó las señales, probando diferentes escenarios astrofísicos potenciales para su origen y confirmó que las señales eran probablemente de un planeta en tránsito y no un producto de algunos otros fenómenos, como un sistema binario de dos estrellas en espiral.

Luego, los investigadores planearon observar más de cerca la estrella y su planeta en órbita con SPECULOOS. Pero primero, tenían que identificar una ventana de tiempo en la que estarían seguros de tomar un tránsito.

“Definir la mejor noche para realizar un seguimiento desde el suelo es un poco complicado”, dice Rackham, quien desarrolló un algoritmo de pronóstico para predecir cuándo podría ocurrir un tránsito. “Incluso cuando ve esta señal de 3,14 días en los datos de K2, hay una incertidumbre en eso, que se suma a cada órbita”.

Con el algoritmo de pronóstico de Rackham, el grupo se redujo en varias noches en febrero de 2020 durante las cuales era probable que vieran el planeta cruzando frente a su estrella. Luego apuntaron los telescopios de SPECULOOS en la dirección de la estrella y pudieron ver tres tránsitos claros: dos con los telescopios del hemisferio sur de la red, y el tercero desde Artemis, en el hemisferio norte.

Los investigadores dicen que el nuevo planeta pi puede ser un candidato prometedor para el seguimiento de la Telescopio espacial James Webb (JWST), para ver detalles de la atmósfera del planeta. Por ahora, el equipo está analizando otros conjuntos de datos, como los de la NASA. TESS misión, y también están observando directamente los cielos con Artemis y el resto de la red SPECULOOS, en busca de signos de planetas similares a la Tierra.

“Habrá planetas más interesantes en el futuro, justo a tiempo para JWST, un telescopio diseñado para sondear la atmósfera de estos mundos alienígenas”, dice Niraula. “Con mejores algoritmos, con suerte, algún día, podremos buscar planetas más pequeños, incluso tan pequeños como Marte. ”

Referencia: “π Tierra: Un planeta del tamaño de la Tierra de 3,14 días de la cocina de K2 servida caliente por el equipo de SPECULOOS” por Prajwal Niraula, Julien de Wit, Benjamin V. Rackham, Elsa Ducrot, Artem Burdanov, Ian JM Crossfield, Valérie Van Grootel, Catriona Murray, Lionel J. García, Roi Alonso, Corey Beard, Yilen Gómez Maqueo Chew, Laetitia Delrez, Brice-Olivier Demory, Benjamin J. Fulton, Michaël Gillon, Maximilian N. Günther, Andrew W. Howard, Howard Issacson, Emmanuël Jehin , Peter P. Pedersen, Francisco J. Pozuelos, Didier Queloz, Rafael Rebolo-López, Sairam Lalitha, Daniel Sebastian, Samantha Thompson y Amaury HMJ Triaud, 21 de septiembre de 2020, Diario astronómico.
DOI: 10.3847 / 1538-3881 / aba95f

Esta investigación fue apoyada en parte por la Fundación Heising-Simons y el Consejo Europeo de Investigación.